光旁路技術研究及應用

黎正祥，賀 瓊

（1.中國聯(lián)通十堰分公司 運維部；2.十堰職業(yè)技術學院 電子工程系，湖北 十堰 442000）

通信的暢通無阻是關系國計民生的問題，因此，保證通信的正常運行有著非常重要的意義。然而，當前的通信網絡中不可避免地存在著安全隱患。

1 當前通信網絡存在的問題

到目前為止，市電仍然是通信網絡中各種設備最主要的供電方式。在工作實踐中統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)很多故障原因是由于供電因素所致，即當市電持續(xù)停電或電壓持續(xù)下降時，均可能引起各種設備掉電。

在傳輸網的拓撲結構中存在大量鏈形結構，這種結構的優(yōu)點是建設簡單，節(jié)省費用，缺點是上游傳輸站點掉電會導致下游正常站點的業(yè)務中斷。當處于鏈形結構中的某一個站的市電持續(xù)停電或電壓持續(xù)下降時，會導致傳輸設備掉電，從而造成下游所有的業(yè)務中斷。

在發(fā)生市電斷電的情況下，傳統(tǒng)維護方式就是處理電源，即派人到達掉電站點，啟動油機發(fā)電或對掉電故障進行排查，以便盡快恢復設備供電。然而這就是問題所在，當維護人員到達現(xiàn)場并處理電源故障會耽擱較長的時間，在這段時間內，本站以及下游站均處于業(yè)務中斷狀態(tài)。

光旁路技術就是針對這種現(xiàn)象所衍生的新技術，光旁路在這種情況下能避免下游站點業(yè)務受影響，光旁路器就是其研發(fā)產品。

2 光旁路技術及其應用

為了打造精品網絡，提高用戶感知，傳輸網絡的安全必須優(yōu)先考慮。構建的傳輸網絡必須有較強的生存性和自愈性，在電源中斷的情況下能盡可能保證業(yè)務正常。如果使用光旁路保護設備，使光旁路器與本站光路串通，可以保證被保護站點傳輸設備掉電的情況下下游站點業(yè)務不受影響，供電恢復后能自動還原。

2.1 光旁路器保護原理

沒有光旁路器的保護的情況，如圖1所示，站點A、B、C、D依次為鏈形拓撲結構中的四個基站傳輸設備，沿著光路方向從上游到下游依次為A、B、C、D。當站點B基站設備掉電，那么從A站點發(fā)送的光路信號在B站點處停止，B，C，D站點的業(yè)務均會中斷，即便供電正常的下游站點C，D站也會受到牽連，損失較大。

圖1 無光旁路器站點拓撲結構

如果經常掉電的B站點安裝有旁路保護設備時情況就大不一樣了，當B站點設備掉電后，B站點業(yè)務中斷，但從A站點發(fā)送來的光路信息會自動跳轉至光旁路器，跳過站點B，直接送達下游站點C，D，若C、D供電正常，則C、D站點業(yè)務正常，幾乎不受站點B掉電的影響。如圖2所示。

圖2 有光旁路器站點拓撲結構

2.2 光旁路器的實現(xiàn)

光旁路器其實就是利用光開關器件，在有電和無電的情況下有不同傳光方向的特點實現(xiàn)保護。本文將以一個1＊2最簡單的光開關為例介紹光開關原理，如圖3所示，當市電正常時，光從B口進入從C口發(fā)出，無電的情況下，光從B口進入從G口發(fā)出。

圖3 1＊2光開關原理

在實現(xiàn)光旁路器時，使用兩個2＊2的光開關，實現(xiàn)四根光纖的旁路保護。如圖4所示，將光旁路器串聯(lián)連到所要保護的傳輸設備（中）上，當市電正常時，將由市電給設備供電，光路走向為A-B-C-D-E-F-G-H。這樣在鏈形結構的網絡中，信號幾乎可以不受影響。當市電停電時，被保護的傳輸設備（中）及光旁路器同時掉電，這時光旁路器開始起作用，自動切換通路后，光路走向為A-BG-H，相當于越過中間掉電了的設備（中），直接到達下游傳輸設備，從而保障了下游的設備光路通暢，極大降低了停電對網絡的影響面及損失。

圖4 光旁路保護原理

因為通信行業(yè)機柜大小有著不成文的規(guī)定，因此在研制最后，將其封裝成高度為1U，19英寸標準機箱，如圖5所示。

圖5 光旁路器成品圖

2.3 光旁路器應用

2.3.1 光旁路器性能經測試合格

經過多方面測試，其性能完全滿足通信行業(yè)通用標準。

首先其外形外形尺寸，封裝成為通信行業(yè)機箱標準尺寸即1U，19英寸標準機箱。

其次其光接口特性完全符合通信行業(yè)標準特性。工作波長可以適用于常用的850nm，1310nm和1550nm的工作波長，偏差為±50nm其支持速率等級為STM-1，STM-4，OC-1，OC-3，OC-12，OC-24，GE，幾乎可以認為支持各種通用速率等級；回波損耗經測試大于等于55dB；偏振相關損耗經測試小于等于0.05dB；波長相關損耗經測試小于等于0.1dB；插入損耗經測試小于等于1.5db；光纖接口適用于各種尾纖接口，如FC／APC、SC／APC、FC／PC、SC／PC 等；串擾經測試大于等于50dB；光功率檢測范圍經測試在-50dbm和＋20dbm之間。

最后其供電符合機房要求。直流供電電壓為-48V，容差范圍 -36V～72V；交流供電電壓為220V±20%，工頻50Hz；功耗小于10W，屬于低能耗產品。

2.3.2 光旁路器實際應用

根據(jù)光旁路器原理，它要和上游站點的傳輸設備相連，又要和下游的傳輸設備相連，還要與本站的傳輸設備串聯(lián)相接，所以在應用時，因為接口比較多，要根據(jù)圖6所示進行有效接口，才能保證光旁路器正常運行。

前面板上有4個接口，其中R1、T1是接本設備B對上游A設備通信的收發(fā)兩方向，R2、T2是接本設備B向下游C設備通信的收發(fā)兩方向，R3、T3上聯(lián)至上游A設備的ODF架收發(fā)兩方向，R4、T4下接下游設備C的ODF架收發(fā)方向，如圖6所示。

圖6 光旁路器接線應用

截至目前為止，在經常停電的站點如十堰市毛巾廠等基站已經成功安裝了光旁路器，并在掉電時發(fā)揮重要作用，保護了下游站點業(yè)務暢通，其應用如圖7所示。

圖7 市毛巾廠基站應用的光旁路器

2.3.3 光旁路器適用性及注意事項

光旁路保護設備安裝在供電得不到保障的站點。光纖旁路保護設備創(chuàng)新性地將光纖切換技術應用到光纖通信網絡，無縫配合華為中興等主流設備，在設備斷電的情況下，自動跳過故障站點，減少因站點中斷增加的發(fā)電維護成本和業(yè)務成本，有效地優(yōu)化了光纖網絡的運營效率。

被保護站點前后兩站的距離受限于前后兩站的光板性能，如果前后兩站距離太遠，則起不到保護作用。光旁路保護設備的取電要和被保護的傳輸設備相同，保證光旁路設備和被保護設備供電狀態(tài)一致。傳輸設備供電恢復后要重啟，要保證光旁路保護設備供電正常后有光路延時恢復功能。