光链路实时监测倒换系统

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一、概述

随着通讯网络和技术的飞速发展，通信网络运营商已经从单纯注重业务的提供，转向更加注重网络可靠和业务的快速恢复，从而提高了对光传送网保护能力的要求。光链路实时监测倒换系统移动通信解决方案旨在对移动运营商光缆重要链路或应用场合进行实时监控和故障恢复快速的保护倒换，保证光网络链路层的稳定，提高光网络的可靠性；同时该系统可辅助网管中心实时监视全网光功率动态、为值勤维护人员快速的故障诊断、故障定位及故障排除，提供强有力的技术支撑。

光链路实时监测倒换系统移动通信解决方案的主要功能包括：

监测光链路的当前工作状态；

故障或信号劣化时自动进行光链路的保护倒换；

基于无线或DDN网络方式监测倒换信息、远程控制链路状态；

分析光链路故障原因，快速定位设备电故障还是线路端光故障。

光链路实时监测倒换系统移动通信解决方案和相应的网管系统给光网络和电信运营商提供了一种对传输信号独立透明、安全可靠、故障恢复快速的传输链路监控保护，满足运营商重点链路保障、区域故障易发链路保障以及光链路日常维护的需要。

光链路实时监测倒换系统移动通信解决方案主要由多个监控节点和监控中心组成，针对不同应用场合监控节点又可分为单链路型和多链路型两类。图1为光链路实时监控节点样机实物图，图2为其典型应用示意图。从图中可知，该设备即插即用，实时多手段定位故障并可倒换备份链路，让光网络安全可靠运行。

二、应用背景

光链路实时监测倒换系统移动通信解决方案主要应用于通信基站的光纤通信系统中。目前长途干线链路大都采用SDH 2.5Gbit/s、SDH 10Gbit/s或WDM/DWDM等高速率大容量的光纤通信系统，而大多数通信基站则采用一些低速率的便携式光端机，构成支线低速率的光纤通信系统。基站光纤通信系统存在的主要问题包括：

（1）不具备自动保护倒换功能。高速率的SDH、DWDM光端设备一般提供保护倒换方案，主备用光链路由不同的路由（光纤、缆）链接而成，但需要备用光板的支持，设备成本较昂贵，而目前绝大多数通信基站采用的低速率光端设备中，没有提供光链路保护倒换措施，光链路中断时无法快速恢复，存在通信业务长期中断的隐患。

（2）光参数的在线监测能力不足。多数光端设备没有光功率在线监测功能。现有的光信号丢失（LOS）监测，也只能定性描述，没有定量分析能力。当光系统出现故障时，LOS告警的产生只能说明光功率低于一定门限值，不一定是真的无光信号输入，维护人员无法快速区分是线路故障还是机房（端机）故障。另外，部分低速光端机不具备网管能力，维护人员无法在网管中心定位故障位置，严重影响了抢通速度。

（3）不具备故障预测能力。通信基站现有的光端设备不具备故障预测能力，维护人员只能在光系统出现故障时被动的通告维护，而不能够进行主动的预防性维护，影响了系统的维护质量。

三、主要功能

光链路实时监测倒换系统移动通信解决方案应用于移动通信基站的光纤通信网络系统中，针对通信基站光纤通信系统存在的可靠性脆弱问题提供的解决方案，主要具备如下功能：

（1）实现快速的保护倒换功能。采用光链路实时监测倒换系统移动通信解决方案，不需要配置备用光板，便可实现光链路的保护倒换。保护倒换过程由设备自动完成，倒换时间遵循ITU-T标准（实际比它更严格），并可通过无线和DDN网络两种方式(即短消息和LAN通信路径)及时上报倒换信息。

（2）实现光功率参数的在线监测。光链路实时监测倒换系统移动通信解决方案可实现链路光功率参数的在线监测，当光系统出现故障时，快速分析故障原因，区分线路故障和机房（端机）故障，通过无线和DDN网络两种方式及时上报节点信息，及时定位故障位置。

（3）实现光链路的故障分析和预测。光链路中光放大器的瞬间响应、增益不平坦特性、光纤的老化、激光器的老化，以及偏振相关损耗（PDL）都会引起光功率参数的变化，严重时会引发光链路故障和增大传输误码率。这种故障难以侦测，因为它不是反应断路状态。光链路实时监测倒换系统移动通信解决方案通过光功率参数的长期监测，可实现光链路的故障预测，同时区分真实故障和瞬时变化引发的误告警；当主用光链路参数出现异常时，也可远程控制将光链路倒换至备用路由，对原主用路由进行维护，在不影响正常业务通信的前提下，及时排除故障隐患，保障通信链路的安全畅通，使维护人员由出现故障后被动的维护，变为主动的预防性维护，为网络运营提供更可靠的保障。

四、主要技术特点和指标

主要技术特点：

遵循ITU-T标准提供链路自动保护倒换功能，实现通信节点的远程控制。

无线或DDN网络多种方式提供光链路状态信息及控制信息。

光功率在线实时监测：光链路层参数实现可视，光功率参数调整直接反馈，无需光功率计测量，简化系统维护和开通安装过程，减少了对值勤维护人员技术水平（如光功率测量，光功率调整等）的要求。

光链路性能监测分析，提供故障区间的快速判断，准确判断是光缆故障还是光端设备故障，缩短了故障抢通时间，实现了对光链路性能的长期跟踪监测和告警的早期预测。

主要技术指标：

（1）系统插入损耗(1.43dB)；

系统单端总损耗 0.84dB；

系统双端总损耗 1.43dB；

（2）动态范围（3dBm，-35dBm）

考虑实际未知因素，最小输入光功率为-35dBm（如采用分光比为98：2的分光检测器，则最小输入光功率可更低）。

（3）功率损耗（<0.5w）

系统主控芯片可处于休眠状态，光开光和光耦消耗能量低，系统功率损耗＜0.5w。

（4）倒换时间（<35ms）

系统保护倒换时间小于35ms，完全符合ITU-T规定的小于50ms的标准。

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