Với số lượng dịch vụ được truyền tải qua Mạng quang thụ động (PON) ngày càng tăng, việc khôi phục dịch vụ nhanh chóng sau sự cố đường truyền trở nên vô cùng quan trọng. Công nghệ chuyển mạch bảo vệ PON, như một giải pháp cốt lõi để đảm bảo tính liên tục của hoạt động kinh doanh, cải thiện đáng kể độ tin cậy của mạng bằng cách giảm thời gian gián đoạn mạng xuống dưới 50ms thông qua các cơ chế dự phòng thông minh.
Bản chất củaPONViệc chuyển mạch bảo vệ nhằm đảm bảo tính liên tục của hoạt động kinh doanh thông qua kiến trúc đường dẫn kép "chính + dự phòng".
Quy trình làm việc của hệ thống được chia thành ba giai đoạn: đầu tiên, ở giai đoạn phát hiện, hệ thống có thể xác định chính xác sự cố đứt cáp quang hoặc lỗi thiết bị trong vòng 5ms thông qua sự kết hợp giữa giám sát công suất quang, phân tích tỷ lệ lỗi và các thông báo nhịp tim; Trong giai đoạn chuyển mạch, thao tác chuyển mạch được tự động kích hoạt dựa trên chiến lược đã được cấu hình sẵn, với độ trễ chuyển mạch điển hình được kiểm soát trong vòng 30ms; Cuối cùng, ở giai đoạn khôi phục, việc di chuyển liền mạch 218 tham số nghiệp vụ như cài đặt VLAN và phân bổ băng thông được thực hiện thông qua công cụ đồng bộ hóa cấu hình, đảm bảo người dùng cuối hoàn toàn không nhận biết được sự thay đổi.
Dữ liệu triển khai thực tế cho thấy sau khi áp dụng công nghệ này, thời gian gián đoạn hàng năm của mạng PON có thể giảm từ 8,76 giờ xuống còn 26 giây, và độ tin cậy có thể được cải thiện gấp 1200 lần. Các cơ chế bảo vệ PON phổ biến hiện nay bao gồm bốn loại, từ Loại A đến Loại D, tạo thành một hệ thống kỹ thuật hoàn chỉnh từ cơ bản đến nâng cao.
Loại A (Dự phòng cáp quang trục chính) sử dụng thiết kế hai cổng PON ở phía OLT chia sẻ chip MAC. Nó thiết lập liên kết cáp quang chính và dự phòng thông qua bộ chia và bộ chuyển mạch 2:N trong vòng 40ms. Chi phí chuyển đổi phần cứng chỉ tăng thêm 20% tài nguyên cáp quang, khiến nó đặc biệt phù hợp cho các kịch bản truyền dẫn khoảng cách ngắn như mạng khuôn viên trường. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng phương án này có những hạn chế trên cùng một bo mạch, và lỗi điểm đơn ở bộ chia có thể gây gián đoạn liên kết kép.
Loại B tiên tiến hơn (dự phòng cổng OLT) triển khai hai cổng chip MAC độc lập ở phía OLT, hỗ trợ chế độ sao lưu dự phòng (nóng/lạnh) và có thể mở rộng thành kiến trúc máy chủ kép trên nhiều OLT. Trong...FTTHQua thử nghiệm kịch bản, giải pháp này đã đạt được khả năng di chuyển đồng bộ 128 ONU trong vòng 50ms, với tỷ lệ mất gói là 0. Nó đã được áp dụng thành công vào hệ thống truyền dẫn video 4K trong mạng lưới phát thanh và truyền hình cấp tỉnh.
Loại C (bảo vệ toàn diện bằng sợi quang) được triển khai thông qua cấu hình đường dẫn kép sợi quang trục chính/phân tán, kết hợp với thiết kế mô-đun quang kép ONU, để cung cấp khả năng bảo vệ đầu cuối cho các hệ thống giao dịch tài chính. Nó đạt được khả năng phục hồi lỗi 300ms trong thử nghiệm chịu tải của sàn giao dịch chứng khoán, đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn chịu đựng gián đoạn dưới một giây của các hệ thống giao dịch chứng khoán.
Giải pháp cấp cao nhất Loại D (sao lưu nóng toàn hệ thống) áp dụng thiết kế chuẩn quân sự, với kiến trúc điều khiển kép và mặt phẳng kép cho cả OLT và ONU, hỗ trợ dự phòng ba lớp về cáp quang/cổng/nguồn điện. Một trường hợp triển khai mạng truyền dẫn trạm gốc 5G cho thấy giải pháp này vẫn có thể duy trì hiệu suất chuyển mạch ở mức 10ms trong môi trường khắc nghiệt -40 ℃, với thời gian gián đoạn hàng năm được kiểm soát trong vòng 32 giây, và đã đạt chứng nhận tiêu chuẩn quân sự MIL-STD-810G.
Để đạt được khả năng chuyển đổi liền mạch, cần phải vượt qua hai thách thức kỹ thuật lớn:
Về mặt đồng bộ hóa cấu hình, hệ thống sử dụng công nghệ đồng bộ hóa gia tăng khác biệt để đảm bảo 218 tham số tĩnh như VLAN và chính sách QoS được nhất quán. Đồng thời, nó đồng bộ hóa dữ liệu động như bảng địa chỉ MAC và thời hạn thuê DHCP thông qua cơ chế phát lại nhanh và kế thừa liền mạch các khóa bảo mật dựa trên kênh mã hóa AES-256;
Trong giai đoạn khôi phục dịch vụ, một cơ chế bảo đảm ba lớp đã được thiết kế – sử dụng giao thức phát hiện nhanh để rút ngắn thời gian đăng ký lại ONU xuống còn trong vòng 3 giây, thuật toán phân bổ lưu lượng thông minh dựa trên SDN để đạt được việc lập lịch lưu lượng chính xác và hiệu chỉnh tự động các tham số đa chiều như công suất/độ trễ quang học.
Thời gian đăng bài: 19/06/2025