การป้องกันการปิดไฟของ Fiber Bypass เทียบกับการป้องกันวงแหวน ERPS

การทำความเข้าใจความแตกต่าง กรณีการใช้งาน และเหตุผลที่เครือข่ายอุตสาหกรรมต้องการทั้งสองอย่าง

ใน เครือข่ายอีเทอร์เน็ตสำหรับอุตสาหกรรม, ความพร้อมใช้งานสูงไม่ใช่คุณสมบัติเสริม แต่เป็นข้อกำหนดพื้นฐานในการออกแบบ

ความไม่เสถียรของพลังงาน สภาพแวดล้อมที่รุนแรง และการทำงานโดยไม่มีผู้ดูแลเป็นเวลานาน ทำให้ความยืดหยุ่นของเครือข่ายเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรกในภาคส่วนต่างๆ เช่น สาธารณูปโภคด้านพลังงาน การขนส่งทางราง น้ำมันและก๊าซ การผลิต และระบบขนส่งอัจฉริยะ (ITS)

กลไกการป้องกันสองแบบมักถูกกล่าวถึงร่วมกันในการออกแบบเครือข่ายอุตสาหกรรม: การป้องกันไฟดับ Fiber Bypass และ ERPS (Ethernet Ring Protection Switching, ITU-T G.8032) ของอุปกรณ์

แม้ว่าทั้งคู่มีเป้าหมายเพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือของเครือข่าย แต่ก็ทำงานในเลเยอร์ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง แก้ปัญหาที่แตกต่างกัน และมักถูกเข้าใจผิดว่าสามารถใช้แทนกันได้

บทความนี้อธิบายว่า Fiber Bypass และ ERPS ทำอะไรจริง ๆ แตกต่างกันอย่างไร และเหตุใดการออกแบบเครือข่ายระดับอุตสาหกรรมอย่างแท้จริงจึงมักต้องการทั้งสองอย่าง

1. การป้องกันไฟดับ Fiber Bypass คืออะไร

สวิตช์ Fiber Bypass การป้องกันเป็นกลไกระดับฮาร์ดแวร์ที่ออกแบบมาเพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อออปติคัลยังคงอยู่เมื่ออุปกรณ์เครือข่ายสูญเสียพลังงานหรือใช้งานไม่ได้

1.1 ปัญหาที่แก้ไข

ในการใช้งานในอุตสาหกรรมหลายครั้ง อุปกรณ์ต่างๆ เช่น:

• สวิตช์อีเทอร์เน็ตสำหรับอุตสาหกรรม
• ไฟร์วอลล์หรือเกตเวย์ความปลอดภัย
• ระบบตรวจจับการบุกรุก (IDS)

ถูกติดตั้งแบบอินไลน์บนลิงก์ไฟเบอร์ 

ภายใต้สภาวะปกติ สัญญาณออปติคัลจะผ่าน ตัวรับส่งสัญญาณออปติคัล ของอุปกรณ์

อย่างไรก็ตาม หากอุปกรณ์:

• สูญเสียพลังงาน
• ประสบความล้มเหลวของฮาร์ดแวร์
• ขัดข้องหรือค้างที่ระดับ CPU

เส้นทางออปติคัลจะขาดทางกายภาพ ทำให้เกิดการหยุดทำงานของลิงก์ทั้งหมด

Fiber Bypass แก้ไขสถานการณ์นี้ได้อย่างแม่นยำ: ความล้มเหลวของอุปกรณ์ไม่ควรทำให้ลิงก์ไฟเบอร์ขาด

1.2 Fiber Bypass ทำงานอย่างไร

Fiber Optic Bypass ทำงานที่ Layer 0 / Layer 1 (เลเยอร์ทางกายภาพ) โดยไม่ขึ้นอยู่กับซอฟต์แวร์หรือโปรโตคอลใดๆ

เมื่อเปิดอุปกรณ์:

สัญญาณออปติคัลจะผ่านอุปกรณ์ตามปกติ

เมื่อพลังงานสูญหาย:

สวิตช์ออปติคัลเชิงกล หรือรีเลย์ (โดยปกติจะเป็นแบบพาสซีฟ)จะเชื่อมต่อคู่ไฟเบอร์ขาเข้าและขาออกโดยตรงโดยอัตโนมัติ

สิ่งนี้สร้างลูป-ทรูออปติคัลทางกายภาพ ทำให้แสงผ่านได้แม้ว่าอุปกรณ์จะออฟไลน์โดยสมบูรณ์

ลักษณะสำคัญ:

ไม่มีการมีส่วนร่วมของ CPU

• ไม่จำเป็นต้องมีการกำหนดค่า
• ไม่มีการพึ่งพาโปรโตคอล
• เปิดใช้งานทันทีเมื่อพลังงานสูญหาย (มิลลิวินาที)
• Fiber Bypass มักถูกอธิบายว่าเป็น “มาตรการป้องกันฮาร์ดแวร์สุดท้าย”

1.3 ลักษณะสำคัญของ Fiber Bypass

ทำงานที่เลเยอร์ทางกายภาพ (L0/L1)

ทำงานได้แม้ว่าอุปกรณ์จะปิดอยู่

ป้องกันความล้มเหลวในระดับอุปกรณ์

ไม่ได้ทำการเลือกเส้นทางหรือการจัดการโทโพโลยี

ไม่ป้องกันลูปอีเทอร์เน็ต

2. ERPS (Ethernet Ring Protection Switching) คืออะไร

ERPS เป็นโปรโตคอล Layer 2 ที่กำหนดโดย ITU-T G.8032 ซึ่งออกแบบมาเพื่อปกป้องโทโพโลยีวงแหวนอีเทอร์เน็ตจากการเชื่อมต่อที่ล้มเหลว ในขณะเดียวกันก็ป้องกันพายุการออกอากาศ

2.1 ปัญหาที่แก้ไข

วงแหวนอีเทอร์เน็ตให้ความซ้ำซ้อนตามธรรมชาติ แต่ก็สร้างลูปด้วย หากไม่มีการป้องกัน ลูปจะทำให้เกิด:

พายุการออกอากาศ

• ความไม่เสถียรของตาราง MAC
• เครือข่ายล่ม
• ERPS ช่วยให้เครือข่ายอีเทอร์เน็ตใช้โทโพโลยีวงแหวนได้อย่างปลอดภัยโดย:
• บล็อกลิงก์หนึ่งภายใต้สภาวะปกติ
• สลับเส้นทางอย่างรวดเร็วเมื่อเกิดความล้มเหลว
• 2.2 ERPS ทำงานอย่างไร

ในวงแหวน ERPS:

ลิงก์หนึ่งถูกบล็อกเชิงตรรกะเพื่อป้องกันลูป , cข้อความควบคุมตรวจสอบสถานะของลิงก์เมื่อตรวจพบความล้มเหลวของลิงก์:

พอร์ตที่ถูกบล็อกจะถูกยกเลิกการบล็อก , tราฟฟิกจะถูกเปลี่ยนเส้นทางผ่านเส้นทางสำรองเวลาการบรรจบกันทั่วไป:

 lน้อยกว่า 50 ms ขึ้นอยู่กับการใช้งานและขนาดวงแหวนERPS อาศัย:

ฮาร์ดแวร์สวิตชิ่งที่ใช้งานอยู่

• CPU และเฟิร์มแวร์ที่ใช้งานได้
• การกำหนดค่าโปรโตคอลที่ถูกต้อง
• 2.3 ลักษณะสำคัญของ ERPS

ทำงานที่ Layer 2

ต้องใช้อุปกรณ์ที่เปิดอยู่และทำงาน

ป้องกันความล้มเหลวของลิงก์ ไม่ใช่การสูญเสียพลังงานของอุปกรณ์

ให้การรวมเส้นทางใหม่ที่รวดเร็ว

ป้องกันลูปอีเทอร์เน็ตและพายุการออกอากาศ

3. ความแตกต่างหลักอย่างรวดเร็ว

ลักษณะ

ความเข้าใจผิดทั่วไปในการสร้างเครือข่ายอุตสาหกรรมคือ:

“ERPS สามารถจัดการกับความล้มเหลวของพลังงานของอุปกรณ์ได้” สิ่งนี้ไม่ถูกต้อง

ถ้า

สวิตช์ไฟเบอร์ ในวงแหวน ERPS สูญเสียพลังงาน: iพอร์ตออปติคัลของมันจะมืดลงวงแหวนไฟเบอร์ทางกายภาพขาด

, ERPS ไม่สามารถแลกเปลี่ยนข้อความควบคุมได้ในกรณีนี้ ERPS เพียงอย่างเดียวไม่สามารถกู้คืนการเชื่อมต่อได้เนื่องจากลิงก์ทางกายภาพไม่มีอยู่อีกต่อไป

5. เหตุใด Fiber Bypass และ ERPS จึงเสริมซึ่งกันและกัน

การออกแบบเครือข่ายอุตสาหกรรมที่แข็งแกร่งถือว่า Fiber Bypass และ ERPS เป็นเทคโนโลยีเสริม ไม่ใช่เทคโนโลยีคู่แข่ง

Fiber Bypass ช่วยให้มั่นใจได้ว่า t

วงแหวนไฟเบอร์ทางกายภาพยังคงอยู่ระหว่างการสูญเสียพลังงานของอุปกรณ์ERPS ช่วยให้มั่นใจได้ว่า l

การบรรจบกันของโทโพโลยีเชิงตรรกะและการส่งต่อแบบไม่มีลูปเมื่อใช้ร่วมกัน:

อุปกรณ์สูญเสียพลังงาน

, fโมดูลบายพาสไฟเบอร์ รักษาความต่อเนื่องทางออปติคัลERPS ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงโทโพโลยี

 and การรับส่งข้อมูลจะถูกเปลี่ยนเส้นทางอย่างถูกต้องแนวทางการป้องกันแบบแบ่งชั้นนี้ช่วยให้มั่นใจได้ทั้งความต่อเนื่องทางกายภาพและความเสถียรเชิงตรรกะ

6. กรณีการใช้งานทั่วไปในอุตสาหกรรม

Fiber Bypass เป็นสิ่งจำเป็นเมื่อ:

อุปกรณ์ถูกติดตั้งแบบอินไลน์บนเส้นทางไฟเบอร์ที่สำคัญ

คาดว่าจะมีความไม่เสถียรของพลังงาน

อุปกรณ์รักษาความปลอดภัยต้องไม่กลายเป็นจุดเดียวที่ล้มเหลว

ERPS เป็นสิ่งจำเป็นเมื่อ:

ใช้วงแหวนอีเทอร์เน็ตเพื่อความซ้ำซ้อน

จำเป็นต้องกู้คืนจากการตัดไฟเบอร์อย่างรวดเร็ว

ความเสถียรของ Layer-2 เป็นสิ่งสำคัญ

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด:

เครือข่ายระดับอุตสาหกรรม e ใช้ Fiber Bypass เพื่อการป้องกันความปลอดภัยระดับฮาร์ดแวร์ และ ERPS เพื่อการซ่อมแซมตัวเองในระดับโปรโตคอล7. บทสรุปในระดับวิศวกรรม

การป้องกันไฟดับ Fiber Bypass และการป้องกันวงแหวน ERPS ทำหน้าที่ที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน:

Fiber Bypass ปกป้องเครือข่ายจากอุปกรณ์ที่ตายแล้ว

ERPS ปกป้องเครือข่ายจากลิงก์ที่ขาด

อย่างหนึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าแสงจะไหลต่อไปเมื่อฮาร์ดแวร์ล้มเหลว อีกอย่างทำให้มั่นใจได้ว่าการรับส่งข้อมูลจะไหลอย่างถูกต้องเมื่อโทโพโลยีเปลี่ยนแปลง

สำหรับเครือข่ายอีเทอร์เน็ตสำหรับอุตสาหกรรมที่สำคัญต่อภารกิจ การเลือกระหว่างทั้งสองอย่างไม่ใช่การตัดสินใจในการออกแบบ

การใช้ทั้งสองอย่างคือ

8. Olycom สามารถนำเสนออะไรได้บ้าง

ในฐานะ

ผู้ผลิต OEM, Olycom ได้นำเสนอโซลูชัน Fiber Bypass และ ERPS คุณภาพดีเราผสานรวมหน่วยบายพาสออปติกในสวิตช์ LAN ที่จัดการได้ เพื่อให้บรรลุภารกิจการป้องกันอย่างเต็มที่

OM-FBS-22-SSC

ติดต่อเรา หากคุณมีโครงการใดๆ เราพร้อมให้ความช่วยเหลือ