新时期下国际海底光缆网络保护技术研究

摘要：本文立足于研究海底光缆的现状，针对其存在的问题，给出相应的对策建议。

关键词：海底光缆；自愈环；信息传输；安全

中图分类号：TN818 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 14-0000-01

New Era International Submarine Cable Network Protection Technology Research

Chen Mu

(Guangdong Posts and Telecommunications Talent Services Co.Ltd.，Shantou Branch,Shantou515041,China)

Abstract:This article is based on the status of undersea fiber optic cable for its problems,given the appropriate countermeasures.

Keywords:Submarine cable;Self-healing;Information transfer;Security

一、引言

自上世纪80年代末期海底光缆的出现后，国际通信不再单纯依赖于国际卫星通信。所谓海底光缆是指一种敷设在海底，用于洲际之间、大陆与岛屿之间以及岛屿与岛屿之间建立光通信的特种光缆。目前海缆网络已覆盖世界各主要国家和地区，成为跨洋通信的最主要手段。

二、海底光缆的构成及技术要求

海底光缆有其独特的结构，一般来说：光纤设在U形槽塑料骨架中，槽内填满油膏或弹性塑料体形成纤芯。纤芯周围用高强度的钢丝绕包，在绕包过程中要把所有缝隙都用防水材料填满，再在钢丝周围包上一层铜带并焊接曳欤使钢丝和铜管形成一个抗压和抗拉的联合体。在钢丝和铜管的外面还要加上一层聚乙烯护套。这样严密多层的结构是为了保护光纤，防止断裂以及防止海水的侵入。

海底光缆设计必须保证光纤不受外力和环境影响，保持通信技术的畅通。其基本要求是：能适应海底压力、磨损、腐蚀、生物等环境；有合适的铠装层防止渔轮拖网、船锚及鲨鱼的攻击伤害；光缆断裂时，尽可能减少海水渗入光缆内的长度；能防止从外部渗透到光缆内的氢气与防止内部产生的氢气；具有一个低电阻的远供回路；能承受敷与回收时的张力；使用寿命一般要求在25年以上。

海底光缆根据不同的海洋环境和水深，可分为深海光缆和浅海光缆。深海光缆采用无钢丝铠装结构，但光缆缆心的结构和加强构件必须能保护光纤，以防止海水的高压力与敷设、回收时的张力；浅海光缆的缆心结构与深海光缆相同，但浅海光缆要有单层或双层钢丝铠装，铠装层数和钢丝外径要根据海缆路由的海底环境、水深、能否埋没、渔捞等情况而定。

三、影响海底光缆发展的因素

敷设在海底的光缆，由于处于十分复杂和恶劣的海洋环境中，所以影响其发展的因素很多，本文主要从海底光缆维护手段的缺乏和网管技术的落后两个方面去研究。

（一）海底光缆维护手段相对缺乏。任何一个地区的海底光缆系统发生故障，其对该区域的通信乃至整个国民经济造成的影响都是十分巨大的。所以，虽然海底光缆平时故障频率发生不高，但却不可小觑。然而，当前各运营商对故障影响电路的调度和恢复仍旧采取基本的人工方式，手段落后，恢复效率很低，尤其是故障电路统计不够及时，造成后续恢复工作无法顺利开展，在当今海底光缆的发展中成为一个极大的不利因素。

（二）网管技术发展落后网络技术的发展。网管系统是电信运营商提供电信服务所不可缺少的重要保障机制。但随着海底光缆系统网络的不断发展壮大，海底光缆网管系统作为运营商维护网络的主要工具，在技术发展上远远落后于网络维护的需要。这种落后主要表现为日益扩大的网络规模，多样化的客户维护和作为传统维护的网管之间功能不足的矛盾。这种矛盾会造成业务管理的瓶颈，是当前海底光缆进一步发展所必须解决的问题。

四、海底光缆网络保护技术研究

在新时期下，国际海底光缆系统最可靠的网络保护技术仍为采用同步数字系列即SDH技术的自愈环保护倒换技术，以使通信业务在网络发生故障时能自动恢复，不妨碍其业务的顺利进行。当前，国际海底光缆网络保护设备一般采用阿尔卡特-朗讯1675 Lambda Unite MSS设备。一个Lambda Unite MSS可以作为单个或多个终端、分插复用器，甚至于一个无阻塞的数字交叉连接设备，可以配备40Gbps、10Gbps和2.5Gbps各种速率的接口单元，从而提供更灵活，更好的网络保护功能。

虽然当前64*10G甚至80*40G的超大容量密集波分复用技术已经广泛应用到海底光缆系统中，但对网络保护而言，SDH复用段共享保护环仍是目前最可靠、最流行的网络保护方式。双纤复用段共享保护环（MS-SPRing）是一种自愈环配置，在环中，一对相邻节点之间的业务是双向的，并由环中互联节点的双向线路中的冗余带宽实现保护。当发生节点故障或光纤故障后，传输可以自动得到恢复。在STM-64 MS-SPRing环中，每条线路携带相当于32个STM-1时隙的工作容量与相当于32个STM-1时隙的保护容量。对于STM-16 MS-SPRing环，工作容量相当于8个STM-1，保护容量也相当于8个STM-1。当发生光纤或节点故障时，通过把业务从故障线路的工作容量时隙倒换到反方向线路的保护容量时隙来恢复业务的传输，而在没有故障发生时，保护容量则可以用来提供无保护的额外业务。具体说来，主要有三种故障模式，分别是光纤故障模式，光缆切断模式和节点故障模式。

所以当环网络上发生以上故障时，一般建议用四纤复用段共享保护环保护协议对其进行自动保护倒换，主要有两种倒换方式，分别为区段倒换和环倒换。区倒换对应为以上的光纤故障模式，就是把通过故障段的业务倒换到故障段的保护光纤侧，这只是分段的转换，而其他段路上的业务将不会受到影响。环倒换则对应于光缆切断模式，当某段上的工作光纤和保护光纤都出现故障时，业务就不能正常通过这个故障段，因而必须将业务倒换至环网络相反方向的保护光纤上，这种技术比较常用于陆地环网络，因为它的控制比较简单，如果这种技术应用于海底，则耗时过长，技术优势将不能完全发挥，这也是将来需要解决的重要问题。

五、总结

海底光缆发展迅猛，在短短的三十几年间就成为洲际通信的主力，但是影响海底光缆发展的因素也是我们所必须重视的。虽然目前广泛采用了比较先进的自愈环保护倒换技术，使海底光缆在通信速度、质量等方面都有了很大改善，但其问题却依然存在，这就要求我们进一步去研究和解决问题。我们期待海底光缆系统作为全球通信的基础设施能够日益进步，发挥更大的作用。

参考文献：

[1]陈利明,邵芳,邵平.海底光缆安全研究[J].光通信技术,2009,11:29-30

[2]李苹,王从国,万红,王俊华.海底光缆传输安全技术研究[J].光通信技术,2004,3:49-50

[3]陆国梁.海底光缆的技术要求与设计[J].电信技术,2002,11:11-12