مع تزايد عدد الخدمات التي تُنقل عبر الشبكات الضوئية السلبية (PON)، أصبح من الضروري استعادة الخدمات بسرعة بعد انقطاع الخطوط. وتُعدّ تقنية تبديل الحماية في شبكات PON حلاً أساسياً لضمان استمرارية الأعمال، حيث تُحسّن بشكل كبير من موثوقية الشبكة عن طريق تقليل وقت انقطاعها إلى أقل من 50 مللي ثانية من خلال آليات التكرار الذكية.
جوهربونيهدف تبديل الحماية إلى ضمان استمرارية الأعمال من خلال بنية مسار مزدوج "أساسي + احتياطي".
ينقسم سير العمل الخاص به إلى ثلاث مراحل: أولاً، في مرحلة الكشف، يمكن للنظام تحديد انقطاع الألياف أو عطل المعدات بدقة في غضون 5 مللي ثانية من خلال مزيج من مراقبة الطاقة الضوئية وتحليل معدل الخطأ ورسائل نبضات القلب؛ خلال مرحلة التبديل، يتم تشغيل إجراء التبديل تلقائيًا بناءً على استراتيجية مُعدة مسبقًا، مع تأخير تبديل نموذجي يتم التحكم فيه في حدود 30 مللي ثانية؛ أخيرًا، في مرحلة الاسترداد، يتم تحقيق ترحيل سلس لـ 218 معلمة عمل مثل إعدادات VLAN وتخصيص النطاق الترددي من خلال محرك مزامنة التكوين، مما يضمن عدم إدراك المستخدمين النهائيين لذلك على الإطلاق.
تُظهر بيانات النشر الفعلية أنه بعد اعتماد هذه التقنية، يمكن تقليل مدة انقطاع شبكات PON السنوية من 8.76 ساعة إلى 26 ثانية، وتحسين الموثوقية بمقدار 1200 ضعف. تشمل آليات الحماية السائدة حاليًا في شبكات PON أربعة أنواع، من النوع A إلى النوع D، لتشكل نظامًا تقنيًا متكاملًا من الأساسي إلى المتقدم.
يعتمد النوع A (الألياف الضوئية الاحتياطية) على تصميم منفذي PON مزدوجين على جانب OLT، يتشاركان رقائق MAC. يُنشئ هذا النوع وصلة ألياف ضوئية أساسية واحتياطية عبر مُقسِّم 2:N، ويتم التبديل بينهما في غضون 40 مللي ثانية. لا تزيد تكلفة تحويل الأجهزة إلا بنسبة 20% من موارد الألياف، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص لسيناريوهات الإرسال لمسافات قصيرة، مثل شبكات الحرم الجامعي. مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن هذا التصميم له قيود على نفس اللوحة، وقد يؤدي تعطل نقطة واحدة في المُقسِّم إلى انقطاع الوصلة المزدوجة.
يستخدم النوع B الأكثر تطوراً (الذي يتميز بتكرار منافذ OLT) منفذين لشرائح MAC مستقلة على جانب OLT، ويدعم وضع النسخ الاحتياطي البارد/الدافئ، ويمكن توسيعه ليشمل بنية مضيف مزدوج عبر OLTs.الألياف الضوئية إلى المنزلفي اختبار السيناريو، حقق هذا الحل ترحيلًا متزامنًا لـ 128 وحدة ONU في غضون 50 مللي ثانية، بمعدل فقدان حزم يبلغ 0. وقد تم تطبيقه بنجاح على نظام نقل فيديو بدقة 4K في شبكة بث تلفزيوني إقليمية.
يتم نشر النوع C (حماية الألياف الكاملة) عبر مسار مزدوج للألياف الرئيسية/الموزعة، بالإضافة إلى تصميم وحدة بصرية مزدوجة لشبكة ONU، لتوفير حماية شاملة لأنظمة التداول المالي. وقد حقق هذا النوع من الحماية استعادةً للأعطال في غضون 300 مللي ثانية في اختبارات الضغط في البورصة، مما يفي تمامًا بمعيار تحمل الانقطاعات في أقل من ثانية لأنظمة تداول الأوراق المالية.
يعتمد نظام النسخ الاحتياطي الكامل من النوع D (الأعلى مستوى) تصميمًا عسكريًا متطورًا، مع بنية تحكم مزدوجة وثنائية المستوى لكل من OLT وONU، ويدعم التكرار ثلاثي الطبقات للألياف/المنافذ/إمدادات الطاقة. وقد أظهرت دراسة حالة لتطبيقه في شبكة نقل بيانات لمحطة قاعدة 5G أن هذا الحل قادر على الحفاظ على أداء تبديل بمستوى 10 مللي ثانية حتى في بيئات قاسية تصل درجة حرارتها إلى -40 درجة مئوية، مع زمن انقطاع سنوي لا يتجاوز 32 ثانية، وقد اجتاز شهادة المعيار العسكري MIL-STD-810G.
لتحقيق عملية تبديل سلسة، يجب التغلب على تحديين تقنيين رئيسيين:
فيما يتعلق بمزامنة التكوين، يعتمد النظام تقنية المزامنة التفاضلية التزايدية لضمان اتساق 218 معلمة ثابتة مثل VLAN وسياسات QoS. وفي الوقت نفسه، يقوم بمزامنة البيانات الديناميكية مثل جدول عناوين MAC وتأجير DHCP من خلال آلية إعادة تشغيل سريعة، ويرث بسلاسة مفاتيح الأمان القائمة على قناة تشفير AES-256؛
في مرحلة استعادة الخدمة، تم تصميم آلية ضمان ثلاثية - باستخدام بروتوكول اكتشاف سريع لضغط وقت إعادة تسجيل ONU إلى ما لا يزيد عن 3 ثوانٍ، وخوارزمية تصريف ذكية تعتمد على SDN لتحقيق جدولة دقيقة لحركة المرور، والمعايرة التلقائية للمعلمات متعددة الأبعاد مثل الطاقة الضوئية / التأخير.
تاريخ النشر: 19 يونيو 2025