光环网技术在本地传输系统中的应用

摘要：自愈环因其具有自动故障恢复、高可靠性、组网灵活、实现简单等特点，使其成为光环网最常用的组网方案，从而在电信传输网中获得了广泛的应用。本文首先对光网及自愈环网进行简单介绍，分析了本地传输系统自愈环网的迫切需求，以及本地传输系统自愈环网的实现方式进行较为详细的阐述。

关键字：光纤本地网、自愈环网、迫切需求、实现方式

中图分类号：F014文献标识码： A

一、引言

随着现代社会通信技术的不断进步与发展，在全国范围内，光纤通信网络已建设成多数地区覆盖的光纤专用网络。在通信系统生产运行过程中，不仅需要光纤通信网络提供充足可靠的支持，同时还需要通信网络具有更高的安全性。在这一背景下，作为通信系统重要的组成部分，本地传输网光纤通信的可靠性及安全性建设与管理就显得极为重要。

二、光网及自愈环网概述

光纤通信网络传输的媒介与载波分别为光纤与光波，其中，光纤作为传输媒介可将光信号加以传送，由一处传送到另一处。光纤通信系统主要包括光发送机、中继器、光纤光缆、光接收机等设备。相较于其他的通信方式，光纤通信网具有很多显著优势，在整个通信系统中，其主要优势有：光纤不惧高温；光缆具有较轻自重，尺寸较小；光纤的传输带宽极大，可承载较大通信容量；光纤在传输中衰耗较低，中继距离相对较长；光纤不受电磁、雷电及强电的干扰等。

自愈网是指网络在出现意外故障时能够在极短时间内且无需人为干涉自动恢复所携带业务，即网络具备发现替代传输路由并重新确立通信的能力。光纤自愈环网是实现自愈网的主要方法之一，具有很强的自愈能力，正在被本地传输系统中广泛采用。光纤自愈环可分为通道保护环和复用段保护环，每种环网按照工作状态可以分为两段，即业务段和保护段(备用段)。通道保护环在正常工作情况下保护段也传输业务信号；而复用段保护环在正常情况下保护段空闲，可用于传输其他业务信号。

三、本地传输系统自愈环网的迫切需求

随着通信技术的飞速发展，运营商所提供的基本业务在速率和数量上也都在飞速的膨胀，而且为了不断满足用户的需求，各种新业务不断的出现。作为基础的传输网络自然也日趋庞大和复杂，特别是本地传输网，作为传输网络中最为繁杂和庞大的部分，经过不断的发展，在安全性、可控性、高效性和扩展性方面都存在不同程度的问题和隐患。

针对目前传输网存在的这些问题，对现有传输网进行优化和新建传输网统筹部署显得非常必要。在传输网的建设中，应充分考虑到网络的安全性和可靠性。通过优化和统筹部署使传输网络结构清晰化，有利于提高网络利用率，发挥设备的功用，提高网络安全性，同时也有利于网络的扩容、升级以及便于各种新业务接入。

四、本地传输系统自愈环网的实现方式

目前，光纤自愈环网具有五种典型结构，包括：

1、两纤单向通道保护环；

2、两纤双向通道保护环；

3、两纤单向复用段保护环；

4、两纤双向复用段保护环；

5、四纤双向复用段保护环。

限于篇幅，本文就举例进行简单介绍。

4.1两纤保护环

两纤环是目前较多采用的方式，其工作原理见图1和图2所示。其中左侧图为正常运行的光纤通道示意图，右侧图为自愈环倒换后的光纤通道示意图。A、B、C、D分别为光纤通道上的节点倒换开关，S表示业务段光纤，P表示保护段光纤，AC表示由节点A流向节点C的数据信号，CA表示由节点C流向节点A的数据信号。

图1：两纤单向通道保护环

图2：两纤双向复用段保护环

二纤单向复用段倒换环如图3所示。AC信号沿S1/P2光纤顺时针方向传输，而CA信号沿S2/P1逆时针方向传输，所以它仍是一个双向环。当B和C节点间光缆被切断，B和C节点内的倒换开关将根据APS协议，将S1/P2与S2/P1沟通，利用时隙交换技术，可将S1/P2和S2/P1上的业务信号时隙移到另一根光纤上的保护信号时隙，从而完成保护倒换作用，保护倒换时间小于30ms。例如，将S1/P2的业务信号奇时隙可转移到S2/P1上的保护信号偶时隙，即将所有业务信号置于另一根光纤上传输，并且在A，B，C，D这四个站点都要进行这种时隙交换。当故障排除后，倒换开关将返回原来位置。

图3：二纤单向复用段倒换环

4.2四纤倒换环

如图4所示，四纤双向复用段倒换环有两根分别对应收发方向的业务光纤S1和S2，以及两根对应收发方向的保护光纤P1和P2。正常情况下，从A节点进入环，以由C节点为目的地的低速支路信号沿S1顺时针传输，而由C节点返回A节点的低速支路信号则沿S2逆时针传输，所以它是一个双向环；而保护光纤P1和P2是空闲的。当B和C节点间的光缆被切断时，利用APS协议，B和C节点中各有两个倒换开关执行环回功能，从而得以维持环的连续性。当光纤S1和P1沟通，S2和P2沟通，沿S1的AC信号在B节点经倒换开关从P1返回，沿逆时针方向经过A和D节点到达C节点，并经倒换开关回到S1光纤落地分路，CA信号也类似。从图文中可以看出，S1上的业务信号与P2上的保护信号的传输方向相同，都是顺时针。利用时隙交换技术，可以时光纤S1和P2上的信号都置于一根光纤上，这根就称为S1/P2光纤，这时，这根光纤上的一半时隙如奇时隙用于传业务信号，而另一半时隙如偶时隙给保护信号，同样也有S2/P1光纤。S1/P2上的保护时隙可保护S2/P1上的业务信号，而S2/P1上的保护信号时隙可保护S1/P2上的业务信号。于是，四纤环可以简化为二纤环。对于二纤双向复用段倒换环我们一般采用奇偶时隙保护，也有其他保护形式，如前半时隙传业务信号，后半时隙传保护信号。

图4：四纤双向复用段倒换环

五、总结

分析上述五种结构形式的光纤自愈环网通信路由情况可知：两纤单向通道保护环在正常通信时收发信路由不一致，通道故障后收发信路由一致；两纤单向复用段保护环在正常时和故障后收发信路由均不一致；两纤双向通道保护环、两纤双向复用段保护环、四纤双向复用段保护环在正常工作时收发信路由一致，故障后通信路由会发生变化，但收发信路由仍然一致。

在本地传输网的建设中，应充分考虑到网络的安全性和可靠性。光纤环网的自愈功能非常有效地防止了因线路设备故障而导致的业务中断，极大地提高了电路的可用率和可靠性，增强了网络的安全性。因此在传输网建设中，应充分利用光纤环网自愈功能的优越性，这样才能真正发挥自愈环的作用。

参考文献

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