С увеличением количества услуг, предоставляемых пассивными оптическими сетями (PON), стало крайне важно быстро восстанавливать работу сети после сбоев в линии связи. Технология защитного переключения PON, как ключевое решение для обеспечения непрерывности бизнеса, значительно повышает надежность сети, сокращая время прерывания связи до менее чем 50 мс благодаря интеллектуальным механизмам резервирования.
СутьПОНФункция переключения защиты призвана обеспечить непрерывность бизнеса за счет двухканальной архитектуры «основной + резервный».
Рабочий процесс системы разделен на три этапа: во-первых, на этапе обнаружения система может точно определить обрыв волокна или отказ оборудования в течение 5 мс за счет комбинации мониторинга оптической мощности, анализа частоты ошибок и сообщений пульса; на этапе переключения действие переключения запускается автоматически на основе предварительно настроенной стратегии, при этом типичная задержка переключения контролируется в пределах 30 мс; наконец, на этапе восстановления осуществляется бесшовная миграция 218 бизнес-параметров, таких как настройки VLAN и распределение полосы пропускания, с помощью механизма синхронизации конфигурации, что гарантирует полное неосведомленность конечных пользователей.
Фактические данные о внедрении показывают, что после использования этой технологии годовая продолжительность перебоев в сетях PON может быть сокращена с 8,76 часов до 26 секунд, а надежность может быть повышена в 1200 раз. В настоящее время основные механизмы защиты PON включают четыре типа, от типа A до типа D, образуя комплексную техническую систему от базового до продвинутого уровня.
Тип A (Trunk Fiber Redundancy) использует конструкцию с двумя портами PON на стороне OLT, совместно использующими MAC-чипы. Он устанавливает основной и резервный оптоволоконный канал через разветвитель 2:N и переключается в течение 40 мс. Стоимость аппаратной трансформации увеличивается всего на 20% от оптоволоконных ресурсов, что делает его особенно подходящим для сценариев передачи на короткие расстояния, таких как кампусные сети. Однако следует отметить, что эта схема имеет ограничения на одной плате, и отказ одного разветвителя может привести к прерыванию двух каналов связи.
Более продвинутый тип B (резервирование портов OLT) использует два порта независимых MAC-чипов на стороне OLT, поддерживает режимы холодного/теплого резервирования и может быть расширен до двуххостовой архитектуры на разных OLT.FTTHВ ходе тестирования решения была достигнута синхронная миграция 128 ONU в течение 50 мс с нулевым уровнем потери пакетов. Оно успешно применено в системе передачи видео 4K в провинциальной сети теле- и радиовещания.
Защита типа C (полная защита оптоволокна) обеспечивается за счет развертывания двухпутевой магистральной/распределенной оптоволоконной сети в сочетании с двухмодульной оптической системой ONU, что позволяет обеспечить сквозную защиту финансовых торговых систем. В ходе стресс-тестирования на фондовой бирже было достигнуто восстановление после сбоев за 300 мс, что полностью соответствует стандарту допустимого прерывания менее чем за секунду для систем торговли ценными бумагами.
Система высшего уровня типа D (полное резервирование системы в горячем режиме) выполнена в соответствии с военными стандартами, имеет двойное управление и двухплоскостную архитектуру для OLT и ONU, поддерживая трехуровневое резервирование оптоволокна/порта/питания. Пример развертывания в сети магистральной связи базовой станции 5G показал, что решение способно поддерживать производительность переключения на уровне 10 мс даже в экстремальных условиях при температуре -40 ℃, при этом время годового простоя контролируется в пределах 32 секунд, и прошло сертификацию по военному стандарту MIL-STD-810G.
Для обеспечения бесперебойного переключения необходимо преодолеть две основные технические проблемы:
В части синхронизации конфигурации система использует технологию дифференциальной инкрементальной синхронизации для обеспечения согласованности 218 статических параметров, таких как политики VLAN и QoS. Одновременно она синхронизирует динамические данные, такие как таблица MAC-адресов и аренда DHCP, с помощью механизма быстрого воспроизведения и обеспечивает бесперебойное наследование ключей безопасности на основе канала шифрования AES-256.
На этапе восстановления работы сервиса разработан механизм тройной гарантии: использование протокола быстрого обнаружения для сокращения времени повторной регистрации ONU до 3 секунд, интеллектуальный алгоритм отвода трафика на основе SDN для точного планирования трафика и автоматическая калибровка многомерных параметров, таких как оптическая мощность/задержка.
Дата публикации: 19 июня 2025 г.