Angesichts der zunehmenden Anzahl von Diensten, die über passive optische Netze (PON) übertragen werden, ist die schnelle Wiederherstellung von Diensten nach Leitungsausfällen unerlässlich geworden. Die PON-Schutzschalttechnologie, eine Kernlösung zur Sicherstellung der Geschäftskontinuität, verbessert die Netzwerkzuverlässigkeit signifikant, indem sie die Unterbrechungszeit durch intelligente Redundanzmechanismen auf unter 50 ms reduziert.
Das Wesen vonPONDie Schutzumschaltung dient der Sicherstellung der Geschäftskontinuität durch eine Dual-Path-Architektur aus „Primärsystem + Backup“.
Der Arbeitsablauf ist in drei Phasen unterteilt: Zunächst erkennt das System in der Erkennungsphase Faserbrüche oder Geräteausfälle innerhalb von 5 ms präzise durch eine Kombination aus optischer Leistungsüberwachung, Fehlerratenanalyse und Heartbeat-Meldungen. In der Umschaltphase wird der Umschaltvorgang automatisch anhand einer vorkonfigurierten Strategie ausgelöst, wobei die typische Umschaltverzögerung unter 30 ms liegt. Schließlich erfolgt in der Wiederherstellungsphase die nahtlose Migration von 218 Geschäftsparametern wie VLAN-Einstellungen und Bandbreitenzuweisung durch die Konfigurationssynchronisierungs-Engine, sodass die Endbenutzer nichts davon bemerken.
Tatsächliche Einsatzdaten zeigen, dass sich durch die Einführung dieser Technologie die jährliche Ausfallzeit von PON-Netzen von 8,76 Stunden auf 26 Sekunden reduzieren und die Zuverlässigkeit um das 1200-Fache verbessern lässt. Die gängigen PON-Schutzmechanismen umfassen vier Typen (A bis D) und bilden ein vollständiges technisches System von den Grundlagen bis hin zu hochentwickelten Lösungen.
Typ A (Redundanz der Hauptleitung) nutzt zwei PON-Ports auf der OLT-Seite, die sich MAC-Chips teilen. Innerhalb von 40 ms wird über einen 2:N-Splitter und Switches eine primäre und eine Backup-Glasfaserverbindung hergestellt. Die Hardware-Umstellungskosten erhöhen sich dadurch nur um 20 % der Glasfaserressourcen, was ihn besonders für Kurzstreckenübertragungen wie Campusnetzwerke geeignet macht. Allerdings ist zu beachten, dass dieses Verfahren auf derselben Platine Einschränkungen aufweist und ein Ausfall des Splitters zu einer Unterbrechung beider Verbindungen führen kann.
Die fortschrittlichere Variante Typ B (OLT-Portredundanz) nutzt zwei Ports mit unabhängigen MAC-Chips auf der OLT-Seite, unterstützt den Kalt-/Warm-Backup-Modus und kann auf eine Dual-Host-Architektur über mehrere OLTs erweitert werden.FTTHIm Szenariotest erreichte diese Lösung die synchrone Migration von 128 ONUs innerhalb von 50 ms bei einer Paketverlustrate von 0. Sie wurde erfolgreich in einem 4K-Videoübertragungssystem in einem regionalen Rundfunk- und Fernsehnetz eingesetzt.
Typ C (vollständiger Faserschutz) wird durch eine duale Glasfaser-Backbone-/verteilte Faserübertragung in Kombination mit einem ONU-Dual-Optikmodul implementiert und bietet so einen durchgängigen Schutz für Finanzhandelssysteme. Im Stresstest an der Börse wurde eine Fehlerbehebungszeit von 300 ms erreicht, womit die Anforderungen an die Ausfalltoleranz von Wertpapierhandelssystemen im Subsekundenbereich vollständig erfüllt werden.
Die höchste Schutzklasse, Typ D (vollständiges Hot-Backup des Systems), ist nach Militärstandard gefertigt und verfügt über eine Dual-Control- und Dual-Plane-Architektur für OLT und ONU. Sie unterstützt dreifache Redundanz von Glasfaser, Port und Stromversorgung. Ein Einsatzbeispiel in einem 5G-Basisstations-Backhaul-Netzwerk zeigt, dass die Lösung selbst in extremen Umgebungen von -40 °C eine Schaltleistung von 10 ms beibehält, die jährliche Ausfallzeit unter 32 Sekunden liegt und die Zertifizierung nach Militärstandard MIL-STD-810G bestanden hat.
Um ein nahtloses Umschalten zu erreichen, müssen zwei große technische Herausforderungen bewältigt werden:
Im Hinblick auf die Konfigurationssynchronisierung verwendet das System eine differentielle inkrementelle Synchronisierungstechnologie, um die Konsistenz von 218 statischen Parametern wie VLAN- und QoS-Richtlinien zu gewährleisten. Gleichzeitig synchronisiert es dynamische Daten wie die MAC-Adresstabelle und die DHCP-Lease über einen schnellen Replay-Mechanismus und übernimmt Sicherheitsschlüssel nahtlos über einen AES-256-Verschlüsselungskanal.
In der Service-Recovery-Phase wurde ein dreifacher Garantiemechanismus entwickelt – durch ein schnelles Erkennungsprotokoll, um die ONU-Neuregistrierungszeit auf unter 3 Sekunden zu verkürzen, einen intelligenten Drainage-Algorithmus auf Basis von SDN, um eine präzise Verkehrsplanung zu erreichen, und eine automatische Kalibrierung von mehrdimensionalen Parametern wie optischer Leistung/Verzögerung.
Veröffentlichungsdatum: 19. Juni 2025