مع تزايد عدد الخدمات التي توفرها شبكات البصريات السلبية (PON)، أصبح من الضروري استعادة الخدمات بسرعة بعد انقطاع الخطوط. تُحسّن تقنية تبديل حماية شبكات البصريات السلبية، كحل أساسي لضمان استمرارية الأعمال، موثوقية الشبكة بشكل ملحوظ من خلال تقليل وقت انقطاعها إلى أقل من 50 مللي ثانية من خلال آليات التكرار الذكية.
جوهربونالهدف من التبديل الوقائي هو ضمان استمرارية الأعمال من خلال بنية المسار المزدوج "الأساسي + الاحتياطي".
ينقسم سير العمل إلى ثلاث مراحل: أولاً، في مرحلة الكشف، يمكن للنظام تحديد كسر الألياف أو فشل المعدات بدقة في غضون 5 مللي ثانية من خلال مزيج من مراقبة الطاقة الضوئية وتحليل معدل الخطأ ورسائل نبضات القلب؛ أثناء مرحلة التبديل، يتم تشغيل إجراء التبديل تلقائيًا بناءً على استراتيجية تم تكوينها مسبقًا، مع التحكم في تأخير التبديل النموذجي في غضون 30 مللي ثانية؛ أخيرًا، في مرحلة الاسترداد، يتم تحقيق انتقال سلس لـ 218 معلمة عمل مثل إعدادات VLAN وتخصيص النطاق الترددي من خلال محرك مزامنة التكوين، مما يضمن عدم علم المستخدمين النهائيين تمامًا.
تُظهر بيانات النشر الفعلية أنه بعد اعتماد هذه التقنية، يُمكن تقليل مدة الانقطاع السنوية لشبكات PON من 8.76 ساعة إلى 26 ثانية، مع تحسين موثوقيتها بمقدار 1200 مرة. تشمل آليات حماية PON الحالية أربعة أنواع، من النوع A إلى النوع D، مُشكّلةً نظامًا تقنيًا متكاملًا من الأساسي إلى المُتقدم.
يعتمد النوع A (الألياف الضوئية الجذعيّة) على تصميم منفذي PON مزدوجين على جانب OLT يتشاركان شرائح MAC. يُنشئ هذا النظام رابط ألياف ضوئية أساسيًا واحتياطيًا عبر مُقسّم 2:N، ويُبدّل في غضون 40 مللي ثانية. لا تزيد تكلفة تحويل العتاد إلا بنسبة 20% من موارد الألياف، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص لحالات النقل لمسافات قصيرة مثل شبكات الحرم الجامعي. مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن هذا النظام له قيود على نفس اللوحة، وقد يؤدي عطل نقطة واحدة من المُقسّم إلى انقطاع الرابط المزدوج.
يستخدم النوع B الأكثر تقدمًا (تكرار منافذ OLT) منفذين لشرائح MAC مستقلة على جانب OLT، ويدعم وضع النسخ الاحتياطي البارد/الدافئ، ويمكن توسيعه ليشمل بنية مضيف مزدوجة عبر أجهزة OLT.الألياف الضوئية إلى المنازلفي اختبار السيناريو، حقق هذا الحل هجرة متزامنة لـ 128 وحدة ONU في غضون 50 مللي ثانية، مع معدل فقدان للحزم يبلغ 0. وقد تم تطبيقه بنجاح على نظام نقل فيديو 4K في شبكة البث والتلفزيون الإقليمية.
تم نشر النوع C (حماية الألياف الكاملة) من خلال نشر الألياف ثنائية المسار في العمود الفقري/الألياف الموزعة، مع تصميم وحدة ONU الضوئية المزدوجة، لتوفير حماية شاملة لأنظمة التداول المالي. وقد حقق هذا النظام استردادًا للأعطال خلال 300 مللي ثانية في اختبارات إجهاد سوق الأوراق المالية، مُلبيًا بذلك معيار تحمل الانقطاعات في أقل من ثانية لأنظمة تداول الأوراق المالية.
يعتمد الطراز D (النسخ الاحتياطي الكامل للنظام) الأعلى مستوىً على تصميم عسكري، مع تحكم مزدوج وبنية ثنائية المستوى لكلٍّ من OLT وONU، مما يدعم التكرار ثلاثي الطبقات للألياف/المنفذ/مصدر الطاقة. تُظهر حالة نشر شبكة نقل خلفية لمحطة قاعدة 5G أن الحل لا يزال قادرًا على الحفاظ على أداء تبديل مستوى 10 مللي ثانية في بيئات قاسية تصل إلى -40 درجة مئوية، مع زمن انقطاع سنوي يُتحكم فيه في غضون 32 ثانية، وقد حصل على شهادة المعيار العسكري MIL-STD-810G.
لتحقيق التبديل السلس، هناك تحديان تقنيان رئيسيان يجب التغلب عليهما:
فيما يتعلق بمزامنة التكوين، يعتمد النظام تقنية المزامنة التفاضلية التدريجية لضمان اتساق 218 معلمة ثابتة، مثل سياسات VLAN وجودة الخدمة. وفي الوقت نفسه، يُزامن البيانات الديناميكية، مثل جدول عناوين MAC وعقد إيجار DHCP، من خلال آلية إعادة تشغيل سريعة، ويرث مفاتيح الأمان بسلاسة استنادًا إلى قناة تشفير AES-256.
في مرحلة استرداد الخدمة، تم تصميم آلية ضمان ثلاثية - باستخدام بروتوكول اكتشاف سريع لضغط وقت إعادة تسجيل ONU إلى 3 ثوانٍ، وخوارزمية تصريف ذكية تعتمد على SDN لتحقيق جدولة دقيقة لحركة المرور، والمعايرة التلقائية للمعلمات متعددة الأبعاد مثل الطاقة الضوئية / التأخير.
وقت النشر: ١٩ يونيو ٢٠٢٥