С ростом числа услуг, предоставляемых по пассивным оптическим сетям (PON), быстрое восстановление работы после сбоев на линии стало критически важным. Технология резервного переключения PON, являющаяся ключевым решением для обеспечения непрерывности бизнеса, значительно повышает надежность сети, сокращая время прерывания работы сети до менее 50 мс благодаря интеллектуальным механизмам резервирования.
СутьПОНЗащитное переключение призвано обеспечить непрерывность бизнеса за счет двухканальной архитектуры «основной+резервный».
Рабочий процесс разделен на три этапа: во-первых, на этапе обнаружения система может точно определить обрыв волокна или сбой оборудования в течение 5 мс с помощью комбинации мониторинга оптической мощности, анализа коэффициента ошибок и сообщений о тактовом сигнале; во время фазы переключения действие переключения запускается автоматически на основе предварительно настроенной стратегии с типичной задержкой переключения в пределах 30 мс; наконец, на этапе восстановления достигается плавная миграция 218 бизнес-параметров, таких как настройки VLAN и распределение полосы пропускания, с помощью механизма синхронизации конфигурации, гарантируя, что конечные пользователи ничего не узнают.
Фактические данные о развёртывании показывают, что после внедрения этой технологии годовая продолжительность перерывов в работе сетей PON может быть сокращена с 8,76 часов до 26 секунд, а надёжность может быть повышена в 1200 раз. В настоящее время основные механизмы защиты сетей PON включают четыре типа: от типа A до типа D, образуя комплексную техническую систему от базовой до продвинутой.
Тип A (резервирование магистральных волокон) использует конструкцию с двумя портами PON на стороне OLT, совместно использующими чипы MAC. Он устанавливает основной и резервный оптоволоконный канал связи через разветвитель 2:N и коммутаторы в течение 40 мс. Стоимость аппаратного преобразования увеличивается всего на 20% от оптоволоконных ресурсов, что делает его особенно подходящим для сценариев передачи данных на короткие расстояния, таких как кампусные сети. Однако следует отметить, что эта схема имеет ограничения на одной плате, и отказ одной точки разветвителя может привести к прерыванию работы двух линий связи.
Более продвинутый тип B (резервирование портов OLT) использует два порта независимых MAC-чипов на стороне OLT, поддерживает режим холодного/теплого резервирования и может быть расширен до архитектуры с двумя хостами на OLT.FTTHВ ходе тестового сценария данное решение добилось синхронной миграции 128 ONU в течение 50 мс с показателем потери пакетов 0. Оно было успешно применено в системе передачи видео 4K в провинциальной сети вещания и телевидения.
Тип C (полная защита оптоволокна) реализуется посредством двухканального магистрального/распределенного оптоволоконного соединения в сочетании с двухоптическим модулем ONU для обеспечения сквозной защиты финансовых торговых систем. Время восстановления после сбоя составило 300 мс в ходе стресс-тестирования фондовой биржи, что полностью соответствует стандарту устойчивости к прерываниям менее секунды, установленному для систем торговли ценными бумагами.
Самый высокий уровень типа D (полное горячее резервирование системы) использует конструкцию военного уровня с двойным управлением и двухплоскостной архитектурой для OLT и ONU, поддерживающей трёхуровневое резервирование оптоволокна/порта/источника питания. Пример развёртывания транспортной сети базовой станции 5G показывает, что решение по-прежнему обеспечивает переключение уровня 10 мс в экстремальных условиях при температуре -40 ℃, с контролируемым временем прерывания в течение года в пределах 32 секунд, и прошло сертификацию по военному стандарту MIL-STD-810G.
Для достижения бесперебойного переключения необходимо решить две основные технические проблемы:
Что касается синхронизации конфигурации, система использует технологию дифференциальной инкрементальной синхронизации, которая обеспечивает согласованность 218 статических параметров, таких как политики VLAN и QoS. Одновременно с этим система синхронизирует динамические данные, такие как таблица MAC-адресов и аренда DHCP, с помощью механизма быстрого воспроизведения и плавно наследует ключи безопасности на основе канала шифрования AES-256.
На этапе восстановления обслуживания был разработан механизм тройной гарантии — использование протокола быстрого обнаружения для сжатия времени повторной регистрации ONU до 3 секунд, интеллектуального алгоритма дренажа на основе SDN для достижения точного планирования трафика и автоматической калибровки многомерных параметров, таких как оптическая мощность/задержка.
Время публикации: 19 июня 2025 г.