Tecnologia de comutação de proteção PON

Com o aumento dos serviços das redes PON, é necessário implementar a tecnologia de comutação de proteção PON para garantir a estabilidade da estabilidade das aplicações de engenharia e lidar com interrupções de serviço causadas por várias falhas de comunicação. Este artigo apresenta principalmente várias tecnologias de proteção PON diferentes no OLT e descreve alguns pontos de implementação com base em uma solução de proteção de porta PON dupla. A ONU permanece online e os serviços não são interrompidos antes e depois que a solução é trocada. E o atraso é inferior a 100 ms, o que garante muito a estabilidade da rede.

Introdução

PON (Passive Optical Network) é uma tecnologia de acesso de banda larga de fibra óptica que cobre a última milha. Ele só precisa instalar um divisor óptico simples no ponto de ramificação óptico, que tem as vantagens de economizar recursos de cabos ópticos, compartilhamento de recursos de largura de banda, sem interferência eletromagnética, segurança de equipamentos, alto desempenho, e construção de rede abrangente de baixo custo. Entre eles, salvar a fibra de backbone é uma grande vantagem do sistema PON, mas também traz maior risco. Uma vez que a fibra de backbone no sistema PON falha, isso fará com que as unidades de rede totalmente ópticas (ONUs) conectadas à fibra de backbone sejam interrompidas simultaneamente.

Além disso, o sistema também tem a probabilidade de falha do módulo óptico e a falha da porta, que é conectada à fibra principal. Para garantir a estabilidade do serviço em aplicações de engenharia e lidar com a interrupção do serviço causada por várias falhas de comunicação, é necessária uma solução de comutação de proteção eficiente e confiável. Quando a fibra de backbone falha, a comutação de proteção pode ser realizada no menor tempo possível e recuperar os serviços sem afetar o uso dos usuários.

1. Introdução à Tecnologia de Comutação de Proteção PON

1.1 PON ProtectionVisão geral

Atualmente, as tecnologias de proteção PON comumente usadas são os quatro tipos de proteção A, B, C e D definidos nos padrões ITU-TG.984. A faixa de proteção dos tipos A e B é a proteção da porta PON do OLT ao divisor óptico. A diferença entre os dois é se a porta PON do OLT está incluída na faixa de proteção. O escopo de proteção dos tipos C e D é uma proteção abrangente do porto PON do OLT ao porto PON da ONU. A diferença entre os dois é se a porta PON da ONU está incluída no escopo de proteção.

1.2 PON Proteção Tipo A

O tipo de proteção PON A usa principalmente uma única porta PON para o OLT, que possui um interruptor óptico 1 × 2 integrado para o gating do módulo óptico e, em seguida, alterna a linha de trabalho. Na rede de distribuição óptica (ODN), um divisor óptico 2: N é usado, e dois links de fibra óptica relativamente independentes e mutuamente de backup são estabelecidos entre o divisor óptico e o OLT. O OLT detectará o status da linha periodicamente. Quando o link óptico falha, ele muda para o link óptico de backup.

1.3 Proteção PON Tipo B

As duas portas PON da OLT na proteção PON tipo B adotam chips MAC PON independentes e módulos ópticos e são identificadas como a porta PON principal e a porta PON de backup. A porta PON principal está em um estado de funcionamento e a porta PON em espera está em um estado de backup frio.

No uso de divisor óptico da ODN, dois links de fibra óptica relativamente independentes e mutuamente de backup são conectados simultaneamente entre o divisor óptico e o OLT. O OLT garante que as informações comerciais da porta principal PON possam ser copiadas de forma síncrona e inspecionar periodicamente o status da linha e o status operacional da porta PON. Quando o link de fibra principal ou porta PON falha, o OLT muda imediatamente para a porta PON de backup e link de fibra. A porta PON de backup pode manter os atributos de serviço da ONU inalterados e o serviço é transferido para o link de backup.

1.4 Proteção PON Tipo C

O tipo de proteção PON C usa duas portas PON no OLT, e as principais portas PON em espera são backup mutuamente quente. ONU usa um MAC PON e diferentes módulos ópticos; um interruptor óptico 1 × 2 é construído na frente da porta PON. Dois divisores ópticos 1: N são usados para estabelecer dois links de fibra óptica independentes e mutuamente de backup entre ONU eOLT. O OLT garante que as informações de serviço da porta principal PON podem ser copiadas para a porta PON de backup simultaneamente. Tanto a ONU quanto o OLT detectam o status do link e decidem se devem alternar de acordo com o status do link.

1.5 PON Tipo de Proteção D

Na proteção PON tipo D, portas OLT dual PON, portas ONU dupla PON, fibra de backbone, divisor óptico e fibra de distribuição são duplamente redundantes. As portas OLT PON principais e em espera estão em condições de funcionamento. O OLT garante que as informações de serviço da porta PON ativa podem ser copiadas para a porta PON de backup de forma síncrona. Como resultado, a porta PON de backup pode manter os atributos de serviço da ONU inalterados durante o processo de troca de proteção.

ONU usa diferentes chips PON MAC e diferentes módulos ópticos. A ONU deve garantir que as informações de serviço da porta PON primária possam ser copiadas para a porta PON de backup simultaneamente para que a ONU possa manter os atributos de serviço local durante o processo de comutação de proteção de porta PON. As portas PON principais e de backup da ONU estão em um estado funcional. A porta PON de backup não precisa executar a configuração de inicialização da ONU e a configuração de atributo de serviço durante o processo de comutação de proteção de porta PON. Tanto ONU quanto OLT detectam o status do link e decidem se devem alternar de acordo com o status do link.

1.6 Escolha de 4 tipos de proteção PON

As quatro soluções de proteção dos tipos de proteção PON A, B, C e D são introduzidas acima. As duas portas PON do OLT no Tipo A usam o chip 1 PON MAC, que é conectado a 2 módulos ópticos por meio de um switch 1 × 2 para realizar a proteção de 2 portas PON. Este tipo só é aplicável à proteção na mesma placa PON. Embora os tipos de proteção C e D protejam toda a rede, tornando o sistema o melhor confiável, o custo de proteção é muito alto. Simultaneamente, o equipamento ONU também precisa suportar a função de proteção PON correspondente, que apenas usuários high-end podem pagar. Portanto, dificilmente é usado em projetos reais.

Considerando o custo de acesso e a praticabilidade, a proteção tipo B é mais econômica e prática. Na proteção do tipo B, as duas portas PON da OLT adotam chips MAC PON independentes e módulos ópticos para realizar a proteção de duas portas PON, que é adequado para proteção entre quaisquer 2 portas PON do mesmo OLT.

2. Realização da função de comutação de proteção PON

2.1 Grupo de Proteção PON

O grupo de proteção PON consiste em duas portas PON de acesso. Os membros do grupo de proteção têm duas funções: trabalhar e proteger. Um é um porto de trabalho e o outro é um porto de proteção. Em condições normais de trabalho, o porto de trabalho transporta serviços. Quando o link de fibra óptica na porta de trabalho falha, o sistema muda automaticamente o serviço da porta de trabalho para a porta protegida para garantir a transmissão do serviço.

2.2 Estatuto do Membro do Grupo de Proteção

Existem dois estados de membros do grupo de proteção: ativo e standby. A porta no estado ativo encaminha dados e a porta no estado de espera não encaminha dados.

2.3 Tipo de comutação

Existem dois tipos de comutação de grupo de proteção: comutação automática acionada por falha e comutação de proteção realizada manualmente. A comutação de proteção manual realizada também é chamada de comutação forçada:

(1) Comutação automática significa que o OLT e a ONU não precisam de intervenção humana para alternar automaticamente o link de fibra óptica quando as condições de comutação são atendidas.

(2) Comutação forçada refere-se ao interruptor de força operacional no OLT para que a comutação de link óptico ocorra independentemente de o membro alvo designado ser normal.

3. Pontos-chave da tecnologia de comutação de proteção PON

Para garantir uma transição de serviço suave após a troca de proteção PON, a configuração inicial do grupo de proteção PON precisa ser emitida de forma síncrona. Os dados dinâmicos durante a operação do grupo de proteção também precisam ser sincronizados. A configuração inicial refere-se às informações de configuração de serviço estático da porta PON primária no grupo de proteção, como VLAN, largura de banda, configuração de voz e configuração de serviço de vídeo multicast. Dados dinâmicos incluem o endereço MAC learTabela, informações do grupo de membros multicast, tabela de vinculação DHCP, informações importantes.

3.1 Sincronização de configuração

A configuração da mesma ONU nas duas portas PON no grupo de proteção deve ser sincronizada. A chave para a sincronização de configuração é a seguinte:

1) Todas as ONUs autenticadas na porta PON primária devem ser sincronizadas com a porta PON em espera, permitindo que a ONU atualize sua estrutura de estado online. O módulo de porta PON ativo também deve sincronizar as informações de status de configuração com o módulo de porta PON em espera para evitar configurações repetidas e afetar os serviços.

2) Sincronização dinâmica de dados: A sincronização dinâmica de dados refere-se à sincronização de dados da porta PON no estado de trabalho para a porta PON no estado de espera quando os dados mudam. Requer uma CPU host para sincronização de dados em tempo real.

3.2 Serviço de Recuperação

Depois de realizar a transição ativa/standby da porta PON, a porta PON em espera original torna-se a porta ativa. Todas as configurações relacionadas ao PON e configurações de ONU sob a porta PON devem ser as mesmas que a porta PON de trabalho original. Após a conclusão do interruptor de proteção PON, todos os serviços podem ser restaurados automaticamente quando a nova porta PON de trabalho estiver normalmente disponível.

3.3 Comutação de proteção PON de produtos OLT de dados C

Com cada vez mais tipos de serviços transportados pelas redes PON, para garantir a estabilidade dos serviços em aplicações de engenharia, a C-Data combina a proteção PON na engenharia real, considerando o custo de acesso e a praticidade, e tem totalmente suportado PON para proteção tipo B. O usuário não precisa prestar atenção a qual porta PON do grupo de proteção está trabalhando atualmente. Todas as operações são baseadas na porta principal PON. Quando a comutação de proteção é acionada, o estado da porta de espera muda para o estado de trabalho e substitui a porta principal PON para continuar a transportar serviços.

Tanto quanto sabemos, a função de proteção PON implementada pela OLT de algum fabricante não implementa a comutação de proteção, mas faz backup da configuração da porta ativa para a porta de backup. O resultado é que toda ONU será desconectada após a troca, e o serviço será perdido, o que causará grande angústia ao pessoal de operação e manutenção. No entanto, nossas soluções OLT alcançaram uma verdadeira troca de proteção. Quando a porta PON está totalmente carregada com ONU, ONU pode ser mantida online antes e depois da comutação sem interrupção do serviço, garantindo a estabilidade da rede com segurança e rapidez.

Conclusão

Com a popularização de tecnologias da informação, como big data, inteligência artificial, computação em nuvem e internet das coisas, A tecnologia PON suporta eficientemente o desenvolvimento digital de várias indústrias por sua confiabilidade técnica e praticidade e vantagens de preço relativamente razoáveis. Como fornecedor profissional de produtos de acesso à rede, a C-Data fornecerá implantação de rede confiável e estável para as indústrias em todo o mundo e aplicará mais tecnologias de proteção PON aos produtos. Ao mesmo tempo, é ótimo para os consumidores escolherem soluções OLT que apóiem a proteção PON de C-Data e promovam conjuntamente o desenvolvimento constante de redes digitais globais.