Wraz ze wzrostem liczby usług świadczonych przez pasywne sieci optyczne (PON), kluczowe stało się szybkie przywracanie usług po awarii linii. Technologia przełączania zabezpieczającego PON, jako podstawowe rozwiązanie zapewniające ciągłość działania, znacząco poprawia niezawodność sieci, skracając czas przerw w działaniu sieci do mniej niż 50 ms dzięki inteligentnym mechanizmom redundancji.
IstotaPONPrzełączanie ochronne ma na celu zapewnienie ciągłości działania przedsiębiorstwa poprzez dwutorową architekturę „podstawowa + zapasowa”.
Jego przepływ pracy składa się z trzech etapów: po pierwsze, na etapie wykrywania system może dokładnie zidentyfikować uszkodzenie włókna lub awarię sprzętu w ciągu 5 ms poprzez połączenie monitorowania mocy optycznej, analizy współczynnika błędów i komunikatów heartbeat; podczas fazy przełączania działanie przełączania jest uruchamiane automatycznie na podstawie wstępnie skonfigurowanej strategii, a typowe opóźnienie przełączania jest kontrolowane w zakresie 30 ms; na koniec, w fazie odzyskiwania, bezproblemowa migracja 218 parametrów biznesowych, takich jak ustawienia sieci VLAN i przydział przepustowości, odbywa się za pomocą modułu synchronizacji konfiguracji, dzięki czemu użytkownicy końcowi nie są w ogóle świadomi zdarzenia.
Dane z rzeczywistego wdrożenia pokazują, że po wdrożeniu tej technologii roczny czas przerwy w sieciach PON może zostać skrócony z 8,76 godziny do 26 sekund, a niezawodność może wzrosnąć 1200-krotnie. Obecnie stosowane mechanizmy ochrony sieci PON obejmują cztery typy, od typu A do typu D, tworząc kompletny system techniczny od podstawowego do zaawansowanego.
Typ A (redundancja światłowodu trunkingowego) wykorzystuje konstrukcję dwóch portów PON po stronie OLT, współdzielących układy MAC. Ustanawia podstawowe i zapasowe łącze światłowodowe za pomocą rozdzielacza 2:N i przełącza w ciągu 40 ms. Koszt transformacji sprzętowej wzrasta jedynie o 20% zasobów światłowodowych, co czyni go szczególnie przydatnym w scenariuszach transmisji na krótkie odległości, takich jak sieci kampusowe. Należy jednak pamiętać, że ten schemat ma ograniczenia na tej samej płycie, a awaria pojedynczego punktu rozdzielacza może spowodować przerwanie łącza podwójnego.
Bardziej zaawansowany typ B (redundancja portów OLT) wykorzystuje dwa porty niezależnych układów MAC po stronie OLT, obsługuje tryb zimnego/ciepłego tworzenia kopii zapasowych i może być rozszerzony o architekturę podwójnego hosta w OLT.FTTHW teście scenariusza to rozwiązanie osiągnęło synchroniczną migrację 128 jednostek ONU w ciągu 50 ms przy współczynniku utraty pakietów wynoszącym 0. Zostało ono pomyślnie zastosowane w systemie transmisji wideo 4K w prowincjonalnej sieci nadawczej i telewizyjnej.
Typ C (pełna ochrona światłowodowa) jest wdrażany poprzez dwutorową ścieżkę szkieletową/rozproszoną światłowodową, w połączeniu z konstrukcją podwójnego modułu optycznego ONU, aby zapewnić kompleksową ochronę systemów obrotu finansowego. Urządzenie osiągnęło czas odzyskiwania danych po awarii 300 ms w testach obciążeniowych giełdy papierów wartościowych, w pełni spełniając standard tolerancji przerwań poniżej sekundy dla systemów obrotu papierami wartościowymi.
Najwyższy poziom typu D (pełny system zapasowy) wykorzystuje konstrukcję klasy wojskowej, z podwójnym sterowaniem i architekturą dwupłaszczyznową dla OLT i ONU, obsługując trójwarstwową redundancję światłowodu/portu/zasilania. Przypadek wdrożenia w sieci szkieletowej stacji bazowej 5G pokazuje, że rozwiązanie nadal utrzymuje wydajność przełączania na poziomie 10 ms w ekstremalnych warunkach -40°C, z rocznym czasem przerwania kontrolowanym w ciągu 32 sekund, i uzyskało certyfikat wojskowy MIL-STD-810G.
Aby osiągnąć płynne przełączanie, konieczne jest pokonanie dwóch głównych wyzwań technicznych:
W zakresie synchronizacji konfiguracji, system wykorzystuje technologię różnicowej synchronizacji przyrostowej, aby zapewnić spójność 218 parametrów statycznych, takich jak zasady VLAN i QoS. Jednocześnie synchronizuje dane dynamiczne, takie jak tablica adresów MAC i dzierżawa DHCP, za pomocą mechanizmu szybkiego odtwarzania, i płynnie dziedziczy klucze bezpieczeństwa oparte na kanale szyfrującym AES-256.
Na etapie odzyskiwania usługi zaprojektowano potrójny mechanizm gwarancji – wykorzystujący szybki protokół wykrywania w celu skrócenia czasu ponownej rejestracji ONU do 3 sekund, inteligentny algorytm drenażu oparty na SDN w celu osiągnięcia precyzyjnego harmonogramowania ruchu oraz automatyczną kalibrację wielowymiarowych parametrów, takich jak moc optyczna/opóźnienie.
Czas publikacji: 19 czerwca 2025 r.