S rostoucím počtem služeb přenášených pasivními optickými sítěmi (PON) se stalo klíčové rychlé obnovení služeb po výpadku linky. Technologie ochranného přepínání PON, jakožto klíčové řešení pro zajištění kontinuity provozu, výrazně zlepšuje spolehlivost sítě tím, že díky inteligentním redundantním mechanismům zkracuje dobu přerušení sítě na méně než 50 ms.
PodstataPONOchranné přepínání má zajistit kontinuitu provozu prostřednictvím duální architektury „primární + záložní“.
Jeho pracovní postup je rozdělen do tří fází: za prvé, ve fázi detekce dokáže systém přesně identifikovat přerušení vlákna nebo selhání zařízení do 5 ms pomocí kombinace monitorování optického výkonu, analýzy chybovosti a zpráv o prezenčním signálu; během fáze přepínání se přepínací akce automaticky spouští na základě předem nakonfigurované strategie s typickým zpožděním přepínání řízeným do 30 ms; a konečně, ve fázi obnovy je dosaženo bezproblémové migrace 218 obchodních parametrů, jako jsou nastavení VLAN a alokace šířky pásma, prostřednictvím konfiguračního synchronizačního modulu, což zajišťuje, že koncoví uživatelé o ničem nevědí.
Skutečná data o nasazení ukazují, že po přijetí této technologie lze zkrátit roční dobu přerušení sítí PON z 8,76 hodiny na 26 sekund a spolehlivost lze zlepšit 1200krát. Současné běžné ochranné mechanismy PON zahrnují čtyři typy, typ A až typ D, které tvoří kompletní technický systém od základního po pokročilý.
Typ A (Trunk Fiber Redundancy) využívá konstrukci s duálními PON porty na straně OLT, které sdílejí MAC čipy. Vytváří primární a záložní optické spojení pomocí rozbočovače 2:N a přepíná do 40 ms. Jeho hardwarové náklady na transformaci se zvyšují pouze o 20 % optických zdrojů, takže je obzvláště vhodný pro scénáře přenosu na krátké vzdálenosti, jako jsou kampusové sítě. Je však třeba poznamenat, že toto schéma má omezení na stejné desce a selhání jednoho bodu rozbočovače může způsobit přerušení obou linek.
Pokročilejší typ B (redundance portů OLT) využívá dva porty nezávislých čipů MAC na straně OLT, podporuje režim zálohování za studena/zahřívání a lze jej rozšířit na architekturu duálního hostitele napříč OLT.FTTHV testovacím scénáři toto řešení dosáhlo synchronní migrace 128 ONU během 50 ms s mírou ztráty paketů 0. Bylo úspěšně aplikováno na systém přenosu 4K videa v provinční vysílací a televizní síti.
Typ C (plná ochrana optických vláken) je nasazen prostřednictvím dvojitého nasazení páteřní/distribuované optické sítě v kombinaci s duálním optickým modulem ONU, aby poskytoval komplexní ochranu pro finanční obchodní systémy. V zátěžových testech na burze dosáhl doby zotavení po chybě 300 ms, čímž plně splňuje standard tolerance přerušení v kratších intervalech než v sekundách pro systémy obchodování s cennými papíry.
Nejvyšší úroveň typu D (plný systém s horkou zálohou) využívá vojenskou konstrukci s duálním řízením a dvouúrovňovou architekturou pro OLT i ONU, což podporuje třívrstvou redundanci optických vláken/portů/napájení. Případová studie nasazení páteřní sítě základnových stanic 5G ukazuje, že řešení si stále dokáže udržet přepínací výkon na úrovni 10 ms v extrémních podmínkách s teplotou -40 ℃, s roční dobou přerušení řízenou do 32 sekund a splňuje vojenskou certifikaci MIL-STD-810G.
Pro dosažení bezproblémového přepínání je třeba překonat dva hlavní technické problémy:
Pokud jde o synchronizaci konfigurace, systém využívá technologii diferenciální inkrementální synchronizace, která zajišťuje konzistenci 218 statických parametrů, jako jsou zásady VLAN a QoS. Zároveň synchronizuje dynamická data, jako je tabulka MAC adres a pronájem DHCP, pomocí mechanismu rychlého přehrávání a bezproblémově dědí bezpečnostní klíče založené na šifrovacím kanálu AES-256.
Ve fázi obnovy služby byl navržen mechanismus trojí záruky – využívá protokol rychlého vyhledávání pro zkrácení doby opětovné registrace ONU na 3 sekundy, inteligentní algoritmus odvodnění založený na SDN pro dosažení přesného plánování provozu a automatickou kalibraci vícerozměrných parametrů, jako je optický výkon/zpoždění.
Čas zveřejnění: 19. června 2025