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1、光纤通信自动保护系统设计论文论文关键词:光纤通信；保护系统；信息论文摘要:城域网光纤通信自动保护系统采用光纤的备份使用机制，用一条主路光纤、一条备路光纤来保证传输系统的稳定性、可靠性。是一种在主线路出现故障或阻断时，用备用线路代替主线路继续工作、进而保障整个通信正常进行的实时监测系统。因此，该系统所要到达的目的就是运用光纤保护系统的这种机制，来保证通信系统稳定、可靠地运行，进而将由于线路故障所引起的不便和损失减小到最低程度。一、光纤通信网保护系统概述实现网络生存性一般有两种方法：保护和恢复。保护是指利用节点间预先分配的容量施行网络保护，即当一个工作通路失效时，利用备用设备的倒换，使工作信号通过
2、保护通路维持正常传输。保护往往处于本地网元或远端网元的控制下，无需外部网管系统的参与，保护倒换时间很短，但备用资源无法在网络范围内分享，资源利用率低。恢复则通常利用节点间可用的任何容量，包括预留的专用空闲备用容量、网络专用的容量乃至低优先级业务可释放的容量，还需要准确地知道故障点的位置，其本质是在网络中寻找失效路由的替代路由，因此恢复算法与网络选用算法一样。使用网络恢复可大大节省网络资源，但恢复倒换由外部网络操作系统控制，具有相对较长的计算时间。通常以为保护是一种能够提供快速恢复、适用特定拓扑的技术例如线形和环形；而恢复通常主要适用网状拓扑，能最佳的利用网络资源。二、光纤通信网自动保护系统方案
3、选择随着WDM系统的广泛使用，在光层上实现对点到点系统的保护倒换就成为一个非常重要的课题。很多光网络的保护构造与SDH是极其类似的。对于点对点的线路系统，经常考虑1+1和1:1的线路光复用段OMS保护倒换方案。线路保护倒换的工作原理是当工作链路传输中断或性能劣化到一定程度后，系统倒换设备将主信号自动转至备用光纤系统来传输，进而使接收端仍能接收到正常的信号而感觉不到网络已出现故障。该保护方法只能保护传输链路，无法提供网络节点的失效保护，因而主要适用于点到点应用的保护。一1+1光保护层对于1+1光链路保护，只能对链路故障中的业务进行保护。这种方法是利用光滤波器来桥接光信号，并把同样的两路信号分别送
4、入工作光纤和保护光纤的通道中。保护倒换完全是在广域网内实现。当碰到单一的链路故障时，在接收端的光开关便把线路切换到保护光纤。由于在这里电层的复制和操作，所以除了当发射机和接收机发生故障时会丢失业务外，一切故障都能够恢复。二1:1光保护层1:1的光层保护方案与1+1的光层保护方案很类似，都是利用备用的路由链路来避免链路故障对业务的影响。业务流量并不是被永久地桥接到工作和保护光纤上，相反，只要出现故障时，才在工作光纤和保护光纤之间进行一次切换。在双向通道中，当有故障事件出现时，使用APS信令信道来协调交换机的保护倒换动作。在1+1的SONET网络中的保护恢复构造中，在头和尾之间有一个APS信道，保
5、护倒换的实现既使用了保护光纤又使用了一条APS信令信道。而在1:1的光层保护构造中，在保护光纤中不必存在互相通信的通道，由于这种构造没有在电层上被复制信号。只要当发射端和接收端都切换到保护光纤中，这个通信通道才建立起来。当出现故障时，假如接收端不知道发射端能否切换到保护光纤上时，接收机端就经过保护光纤给发射端发出一个消息。因而，当接收机最初倒换到保护光纤上时它并不能接收到任何信号。而假如发射端已切换到保护光纤上了，那么利用上述经过就可完成对业务的保护和恢复。否则，业务流量就会丢失。假如再由一个独立的“带外光业务通道来支持保护倒换的信令，那么这种发射机与接收机在协调工作方面的困难就能够避免掉。三
6、1:N光保护层1:N的光层保护构造与1:1的保护构造类似。然而在这里，N个工作实体分享同一个保护光纤。假如有多条工作光纤出现故障，那么只要其中的一条所承载的流量能够恢复。最先恢复的使具有最高优先级的故障。通过以上几种点到点的光层保护倒换方案的比拟能够看出：1:1光层保护技术有更高的恢复率和可靠性。三、城域网光纤通信自动保护系统的组成构造城域网光纤通信自动保护系统采用三级分层控制构造，第一级为远层监控中心，负责各监控站的监测、通信和控制的受权，通常由网络通信设备和计算机组成；第二级为监测站，向上一级的远程监控中心反映系统工作状态，往下一级实现对各条线路进行整体地集中监测和管理，通常由主控盘和显示
7、器组成；第三级为多个光保护盘，实现对各条通信线路的监控和管理，并和上一级进行通信，反映系统工作状态。光保护盘是线路监测和切换的直接执行者，同时又完成向监测站的数据传输和状态显示，它主要由光信号发送部分和接收两部分组成。Sin为发送端光端机发出信号的输入端，光端机输入的信号从该接口进入光保护盘，当系统工作在主路时，通过光开关从Sout1主发端送到主路通信光纤中；在系统工作在备路时，则从Sout2备发端送入通信线路的备路光纤中。Rin1为主路光信号的输入端，系统工作在主路状态光阴纤线路输入的信号从该接口进入光保护盘，经过分光器分出3%的光信号用于检测，另外的97%的光信号从Rout发端送到接收光端
8、机中；在系统工作于备路时，光纤线路输入的信号则从Rin2备送入光保护盘，从Rout发送到接收光端机。另外光保护盘还备有主/备线路工作状态指示灯、本盘复位按钮、RS485计算机接口和电源接口。在本系统的构造设计中，采取模块化的方式进行设计，容易的实现功能扩展。系统设计时充分体现构件化的思想，小到功能点，大到子系统，甚至整个系统贯穿“构件的概念。四、城域网光纤通信自动保护系统的工作原理城域网光纤通信自动保护系统采用光纤的备份使用机制，用一条主路光纤，一条备路光纤来保证传输系统的稳定性、可靠性。在主线路出现故障或阻断时，用备用线路代替主线路继续工作、进而保障整个通信正常进行的实时监测系统。它对通信线
9、路的监控功能主要体如今如下三个方面：一主路在用光纤正常运行时自动保护系统的各光保护盘对主路在用光纤实时地进行收光功率监测，自动建立参考，自动分析，时刻与监测站和远程监测中心保持通信，响应各种指令。二主路光纤发生故障时当系统收到的光功率值小于绝对告警门限以为系统无光时的光功率值，或者收到的光功率值与系统参考光功率值正常通信时的光功率值之差大于相对告警门限和正常通信时的收光功率相比拟，光功率衰减到致使通信不稳定或不能正常进行的光功率变化值时，系统控制模块就断定通信光纤处于阻断状态，自动将通信从主路光纤切换到备路光纤。三主路光纤修复后对主路光缆进行测试，确认线路没有问题后，在远程控制中心授权下，通过对光纤自动保护系统的复位操作使通信系统从备路光纤切换到主路光纤。参考文献： 1原荣.光纤通信网络.北京：电子工业出版社，1998 2徐爱钧，彭秀华.单片机高级语言C51应用程序设计.北京：电子工业出版社，1998. 6