Con il crescente numero di servizi forniti dalle reti ottiche passive (PON), è diventato fondamentale ripristinarli rapidamente dopo un guasto della linea. La tecnologia di commutazione di protezione PON, come soluzione fondamentale per garantire la continuità operativa, migliora significativamente l'affidabilità della rete riducendo i tempi di interruzione a meno di 50 ms attraverso meccanismi di ridondanza intelligenti.
L'essenza diPONLa commutazione di protezione serve a garantire la continuità aziendale attraverso un'architettura a doppio percorso "primario+backup".
Il flusso di lavoro è suddiviso in tre fasi: innanzitutto, nella fase di rilevamento, il sistema è in grado di identificare con precisione la rottura della fibra o il guasto dell'apparecchiatura entro 5 ms tramite una combinazione di monitoraggio della potenza ottica, analisi del tasso di errore e messaggi heartbeat; durante la fase di commutazione, l'azione di commutazione viene attivata automaticamente in base a una strategia preconfigurata, con un ritardo di commutazione tipico controllato entro 30 ms; infine, nella fase di ripristino, la migrazione senza interruzioni di 218 parametri aziendali, come le impostazioni VLAN e l'allocazione della larghezza di banda, viene ottenuta tramite il motore di sincronizzazione della configurazione, garantendo che gli utenti finali non ne siano completamente a conoscenza.
I dati di implementazione effettivi mostrano che, dopo l'adozione di questa tecnologia, la durata annuale di interruzione delle reti PON può essere ridotta da 8,76 ore a 26 secondi e l'affidabilità può essere migliorata di 1200 volte. Gli attuali meccanismi di protezione PON più diffusi includono quattro tipologie, dal Tipo A al Tipo D, che costituiscono un sistema tecnico completo, da quello base a quello avanzato.
Il tipo A (Trunk Fiber Redundancy) adotta il design di doppie porte PON sul lato OLT che condividono i chip MAC. Stabilisce un collegamento in fibra ottica primario e di backup tramite uno splitter 2:N e switch entro 40 ms. Il costo di trasformazione hardware aumenta solo del 20% delle risorse in fibra, rendendolo particolarmente adatto per scenari di trasmissione a breve distanza come le reti campus. Tuttavia, è opportuno notare che questo schema presenta delle limitazioni sulla stessa scheda e un singolo guasto dello splitter può causare l'interruzione del doppio collegamento.
Il tipo B più avanzato (ridondanza delle porte OLT) implementa doppie porte di chip MAC indipendenti sul lato OLT, supporta la modalità di backup freddo/caldo e può essere esteso a un'architettura host doppia su OLT.FTTHNel test di scenario, questa soluzione ha ottenuto la migrazione sincrona di 128 ONU entro 50 ms, con un tasso di perdita di pacchetti pari a 0. È stata applicata con successo a un sistema di trasmissione video 4K in una rete televisiva e di trasmissione provinciale.
Il tipo C (protezione completa in fibra) viene implementato tramite un'implementazione a doppio percorso in fibra backbone/distribuita, combinata con la progettazione di un doppio modulo ottico ONU, per fornire protezione end-to-end ai sistemi di trading finanziario. Ha raggiunto un ripristino dei guasti di 300 ms nei test di stress in borsa, soddisfacendo pienamente lo standard di tolleranza alle interruzioni inferiore al secondo dei sistemi di trading titoli.
Il livello più elevato di Tipo D (backup a caldo completo del sistema) adotta un design di livello militare, con doppio controllo e architettura a doppio piano sia per OLT che per ONU, supportando la ridondanza a tre livelli di fibra/porta/alimentazione. Un caso di implementazione di una rete di backhaul di una stazione base 5G mostra che la soluzione può comunque mantenere prestazioni di commutazione di livello 10 ms in ambienti estremi di -40 °C, con un tempo di interruzione annuale controllato entro 32 secondi, e ha superato la certificazione militare MIL-STD-810G.
Per ottenere una commutazione senza interruzioni, è necessario superare due importanti sfide tecniche:
In termini di sincronizzazione della configurazione, il sistema adotta la tecnologia di sincronizzazione incrementale differenziale per garantire la coerenza di 218 parametri statici, come le policy VLAN e QoS. Allo stesso tempo, sincronizza i dati dinamici, come la tabella degli indirizzi MAC e il lease DHCP, tramite un meccanismo di replay rapido, ed eredita senza problemi le chiavi di sicurezza basate sul canale di crittografia AES-256;
Nella fase di ripristino del servizio è stato progettato un meccanismo di tripla garanzia, che utilizza un protocollo di rilevamento rapido per comprimere il tempo di registrazione ONU entro 3 secondi, un algoritmo di drenaggio intelligente basato su SDN per ottenere una pianificazione precisa del traffico e una calibrazione automatica di parametri multidimensionali come potenza/ritardo ottico.
Data di pubblicazione: 19-06-2025