Con el aumento de los servicios de las redes PON, es necesario implementar la tecnología de conmutación de protección PON para garantizar la estabilidad de la estabilidad de las aplicaciones de ingeniería y hacer frente a las interrupciones del servicio causadas por diversos fallos de comunicación. Este artículo principalmente presenta varias tecnologías de protección PON diferentes en OLT y describe algunos puntos de implementación basados en una solución de protección de puerto PON dual. La ONU permanece en línea, y los servicios no se interrumpen antes y después de cambiar la solución.  Y el retraso es inferior a 100 ms, lo que garantiza en gran medida la estabilidad de la red.

Introducción

PON (Passive Optical Network) es una tecnología de acceso de banda ancha de fibra óptica que cubre la última milla. Solo necesita instalar un divisor óptico simple en el punto de derivación óptica, que tiene las ventajas de ahorrar recursos de cable óptico, compartir recursos de ancho de banda, sin interferencias electromagnéticas, seguridad del equipo, alto rendimiento y construcción de red integral de bajo costo. Entre ellos, salvar la fibra troncal es una gran ventaja del sistema PON, pero también conlleva un mayor riesgo.  Una vez que la fibra troncal en el sistema PON falla, causará que las unidades de red totalmente ópticas (ONU) conectadas a la fibra troncal se interrumpan simultáneamente.

Además, el sistema también tiene la probabilidad de falla del módulo óptico y la falla del puerto, que está conectado a la fibra principal. Garantizar la estabilidad del servicio en aplicaciones de ingeniería y hacer frente a la interrupción del servicio causada por diversas comunicaciones  fallos, se requiere una solución de conmutación de protección eficiente y confiable. Cuando la fibra troncal falla, la conmutación de protección se puede realizar en el menor tiempo posible y recuperar los servicios sin afectar el uso de los usuarios. 

1、Introducción a la tecnología de conmutación de protección PON

   1.1  PON Protection Overview

En la actualidad, las tecnologías de protección PON comúnmente utilizadas son los cuatro tipos de protección A, B, C y D definidos en las normas ITU-TG.984. El rango de protección de los tipos A y B es la protección desde el puerto PON del OLT hasta el divisor óptico.  La diferencia entre los dos es  si el puerto PON de OLT está incluido en el rango de protección. El alcance de la protección de los tipos C y D es una protección integral desde el puerto PON de la OLT hasta el puerto PON de la ONU.  La diferencia entre los dos es si el puerto PON de la ONU está incluido en el alcance de la protección.

  1.2 Protección PON Tipo A

PON protection type A utiliza principalmente un solo puerto PON para el OLT, que tiene un interruptor óptico 1×2 incorporado para la puerta del módulo óptico y luego cambia la línea de trabajo. En la red de distribución óptica (ODN), se utiliza un divisor óptico 2: N, y se establecen dos enlaces de fibra óptica relativamente independientes y de respaldo mutuo entre el divisor óptico y el OLT. La OLT detectará el estado de la línea periódicamente. Cuando el enlace óptico falla, cambia al enlace óptico de respaldo.  

  1.3 Protección PON tipo B

Los dos puertos PON de OLT en el tipo de protección PON B adoptan chips MAC PON independientes y módulos ópticos y se identifican como el puerto PON principal y el puerto PON de respaldo. El puerto PON principal está en un estado de trabajo y el puerto PON en espera está en un estado de copia de seguridad en frío.

En el uso del divisor óptico de ODN, dos enlaces de fibra óptica relativamente independientes y de respaldo mutuo están conectados simultáneamente entre el divisor óptico y el OLT. La OLT garantiza que la información empresarial del puerto PON principal se pueda respaldar de forma sincrónica y inspeccione periódicamente el estado de la línea y el estado operativo del puerto PON. Cuando falla el enlace de fibra principal o el puerto PON, el OLT cambia inmediatamente al puerto PON de respaldo y al enlace de fibra. El puerto PON de respaldo puede mantener los atributos de servicio de la ONU sin cambios, y el servicio se transfiere al enlace de respaldo.  

   1.4 Protección PON Tipo C

protección PON tipo C utiliza dos puertos PON en el OLT, y los principales puertos PON en espera son copias de seguridad mutuamente activas. ONU utiliza un PON MAC y diferentes módulos ópticos; un interruptor óptico 1×2 está construido delante del puerto PON. Se utilizan dos divisores ópticos 1: N para establecer dos enlaces de fibra óptica independientes y de respaldo mutuo entre ONU y OLT. El OLT garantiza que la información del servicio del puerto PON principal se pueda respaldar en el puerto PON de respaldo simultáneamente. Tanto la ONU como la OLT detectan el estado del enlace y deciden si cambiar de acuerdo con el estado del enlace. 

  1 .5 PON Protection Type D

En la protección PON tipo D, los puertos PON duales OLT, los puertos PON duales ONU, la fibra troncal, el divisor óptico y la fibra de distribución son redundantes duales. Tanto el puerto OLT PON principal como el de espera están en condiciones de funcionamiento.  OLT garantiza que se pueda realizar una copia de seguridad de la información de servicio del puerto PON activo en el puerto PON de copia de seguridad de forma sincrónica. Como resultado, el puerto PON de respaldo puede mantener los atributos de servicio de la ONU sin cambios durante el proceso de conmutación de protección.

ONU utiliza diferentes chips PON MAC y diferentes módulos ópticos. La ONU debe asegurarse de que la información de servicio del puerto PON primario se pueda respaldar en el puerto PON de respaldo simultáneamente para que la ONU pueda mantener los atributos del servicio local durante el proceso de conmutación de protección del puerto PON. Los puertos PON principal y de respaldo de la ONU están en un estado de funcionamiento.  El puerto PON de copia de seguridad no necesita realizar la configuración de inicialización de la ONU y la configuración del atributo de servicio durante el proceso de conmutación de protección del puerto PON. Tanto ONU como OLT detectan el estado del enlace y deciden si cambiar de acuerdo con el estado del enlace.

  1.6 Elección de 4 tipos de protección PON

Las cuatro soluciones de protección PON tipos de protección A, B, C y D se presentan anteriormente. Los dos puertos PON del OLT en Tipo A utilizan 1 chip PON MAC, que está conectado a 2 módulos ópticos a través de un conmutador 1×2 para lograr la protección de 2 puertos PON. Este tipo solo es aplicable a la protección en la misma placa PON. Aunque los tipos de protección C y D protegen toda la red, lo que hace que el sistema sea el mejor confiable, el costo de protección es demasiado alto. Al mismo tiempo, el equipo de ONU también debe admitir la función de protección PON correspondiente, que solo los usuarios de gama alta pueden pagar. Por lo tanto, apenas se usa en proyectos reales.

Teniendo en cuenta el costo de acceso y la practicidad, la protección Tipo B es más económica y práctica. En la protección Tipo B, los dos puertos PON del OLT adoptan chips PON MAC independientes y módulos ópticos para realizar la protección de dos puertos PON, lo que es adecuado para la protección entre 2 puertos PON cualesquiera del mismo OLT.

2、Realización de la función de conmutación de protección PON

   2.1  PON Protection Group

El grupo de protección PON consta de dos puertos PON de acceso. Los miembros del grupo de protección tienen dos funciones: trabajar y proteger. Uno es un puerto de trabajo y el otro es un puerto de protección. En condiciones normales de trabajo, el puerto de trabajo transporta servicios. Cuando falla el enlace de fibra óptica en el puerto de trabajo, el sistema cambia automáticamente el servicio del puerto de trabajo al puerto protegido para garantizar la transmisión del servicio.

  2.2 Estatuto del miembro del grupo de protección

Hay dos estados de los miembros del grupo de protección: activo y en espera. El puerto en el estado activo reenvía los datos y el puerto en el estado de espera no reenvía los datos.

  2.3 Tipo de conmutación

Hay dos tipos de conmutación de grupo de protección: conmutación automática activada por fallo y conmutación de protección realizada manualmente. La conmutación de protección manual realizada también se denomina

conmutación forzada:

(1) La conmutación automática significa que OLT y ONU no necesitan intervención humana para cambiar automáticamente el enlace de fibra óptica cuando se cumplen las condiciones de conmutación.

(2) La conmutación forzada se refiere al interruptor de fuerza de funcionamiento en el OLT para que la conmutación de enlace óptico se produzca independientemente de si el miembro de destino designado es normal.

3、 Puntos clave de la tecnología de conmutación de protección PON

Para garantizar una transición de servicio sin problemas después del cambio de protección PON, la configuración inicial del grupo de protección PON debe emitirse de forma sincrónica. Los datos dinámicos durante el funcionamiento del grupo de protección también deben sincronizarse. La configuración inicial hace referencia a la información de configuración del servicio estático del puerto PON principal en el grupo de protección, como VLAN, ancho de banda, configuración de voz y configuración del servicio de vídeo de multidifusión. Los datos dinámicos incluyen la tabla de aprendizaje de direcciones MAC, información de grupos de miembros de multidifusión, tabla de enlace DHCP e información clave.

  3.1 Sincronización de configuración

La configuración de la misma ONU en los dos Los puertos PON del grupo de protección deben estar sincronizados. La clave para la sincronización de la configuración es la siguiente

:

1)  Todas las ONU autenticadas en el puerto PON primario deben sincronizarse con el puerto PON en espera, lo que permite a la ONU actualizar su estructura de estado en línea. El módulo de puerto PON activo también debe sincronizar la información de estado de configuración con el módulo de puerto PON en espera para evitar configuraciones repetidas y afectar a los servicios.

2)  Sincronización dinámica de datos: La sincronización dinámica de datos se refiere a la sincronización de datos desde el puerto PON en el estado de trabajo con el puerto PON en el estado de espera cuando los datos cambian. Requiere una CPU host para la sincronización de datos en tiempo real.

  3.2 Servicio  Recovery

Después de realizar el cambio activo/en espera del puerto PON, el puerto PON en espera original se convierte en el puerto activo. Todas las configuraciones relacionadas con PON y las configuraciones ONU bajo el puerto PON deben ser las mismas que el puerto PON de trabajo original. Una vez completado el conmutador de protección PON, todos los servicios se pueden restaurar automáticamente cuando el nuevo puerto PON en funcionamiento está normalmente disponible.

  3.3 Protección PON Conmutación de productos C-Data OLT

Con más y más tipos de servicios transportados por redes PON, para garantizar la estabilidad de los servicios en aplicaciones de ingeniería, C-Data combina la protección PON en ingeniería real, considerando el costo de acceso y la practicidad, y ha soportado totalmente PON para protección tipo B. El usuario no necesita prestar atención a qué puerto PON del grupo de protección está funcionando actualmente. Todas las operaciones se basan en el puerto PON principal. Cuando se activa la conmutación de protección, el estado del puerto en espera cambia al estado de trabajo y reemplaza el puerto PON principal para continuar transportando servicios.

Hasta donde sabemos, la función de protección PON implementada por OLT de algún fabricante en realidad no implementa la conmutación de protección, sino que respalda la configuración del puerto activo en el puerto de respaldo. El resultado es que toda la ONU se desconectará después del cambio y se perderá el servicio, lo que causará una gran angustia al personal de operación y mantenimiento. Sin embargo, nuestras soluciones OLT han logrado una verdadera conmutación de protección. Cuando el puerto PON está completamente cargado con ONU, ONU se puede mantener en línea antes y después del cambio sin interrupción del servicio, lo que garantiza la estabilidad de la red de forma segura y rápida.

C onclusion

Con la popularización de las tecnologías de la información como big data, inteligencia artificial, computación en la nube e Internet de las cosas, la tecnología PON apoya eficientemente el desarrollo digital de varias industrias por su confiabilidad técnica y practicidad y relativamente Ventajas de precio razonables. Como proveedor profesional de productos de acceso a la red, C-Data  proporcionará un despliegue de red confiable y estable a las industrias de todo el mundo y aplicará más tecnologías de protección PON a los productos. Al mismo tiempo, es excelente para los consumidores elegir soluciones OLT que respalden la protección PON de C-Data y promuevan conjuntamente el desarrollo constante de las redes digitales globales.