Προστασία από απενεργοποίηση με παράκαμψη ινών έναντι προστασίας δαχτυλιδιών ERPS

Κατανοώντας τις διαφορές, τις περιπτώσεις χρήσης και γιατί τα βιομηχανικά δίκτυα χρειάζονται και τα δύο

Μέσαβιομηχανικά δίκτυα Ethernet, η υψηλή διαθεσιμότητα δεν είναι προαιρετικό χαρακτηριστικό αλλά βασική απαίτηση σχεδιασμού.

Η αστάθεια της ηλεκτρικής ενέργειας, τα σκληρά περιβάλλοντα και η μακροχρόνια ανεξέλεγκτη λειτουργία καθιστούν την ανθεκτικότητα του δικτύου κορυφαία προτεραιότητα σε τομείς όπως οι υπηρεσίες ηλεκτρικής ενέργειας, η σιδηροδρομική διαμετακόμιση, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, η κατασκευή,και έξυπνα συστήματα μεταφορών (ITS).

Δύο μηχανισμοί προστασίας αναφέρονται συχνά μαζί στα σχέδια βιομηχανικών δικτύων:Προστασία κατά της απενεργοποίησης με παράκαμψη ινώνκαιERPS (Ethernet Ring Protection Switching, ITU-T G.8032).

Παρόλο που και οι δύο στοχεύουν στη βελτίωση της αξιοπιστίας του δικτύου, λειτουργούν σε εντελώς διαφορετικά στρώματα, λύνουν διαφορετικά προβλήματα και συχνά παρεξηγούνται ως εναλλάξιμα.

Αυτό το άρθρο εξηγεί τι πραγματικά κάνουν το Fiber Bypass και το ERPS, πώς διαφέρουν και γιατί ένας πραγματικά βιομηχανικός σχεδιασμός δικτύου συχνά απαιτεί και τα δύο.

1- Τι είναι η προστασία από την απενεργοποίηση με παράκαμψη ινών;

Κλειστή παράκαμψης ινώνη προστασία είναι μηχανισμός σε επίπεδο υλικού που έχει σχεδιαστεί για να εξασφαλίζει τη συνέχεια της οπτικής σύνδεσης όταν μια συσκευή δικτύου χάνει ισχύ ή δεν λειτουργεί.

1.1 Το πρόβλημα που λύνει

Σε πολλές βιομηχανικές εφαρμογές, συσκευές όπως:

• Βιομηχανικοί διακόπτες Ethernet
• Φάιργουολ ή πύλες ασφαλείας
• Συστήματα ανίχνευσης εισβολής (IDS)

είναι εγκατεστημένα σε γραμμή σε συνδέσμους ινών.

Υπό φυσιολογικές συνθήκες, τα οπτικά σήματα περνάνε μέσα από τις συσκευέςοπτικοί δέκτες-διαδοχείς.

Ωστόσο, εάν η συσκευή:

• Χάνει ισχύ.
• Εμπειρίες αποτυχίας υλικού
• Ατυχήματα ή διακοπές στο επίπεδο της CPU

Η οπτική διαδρομή είναι φυσικά διακοπτόμενη, προκαλώντας πλήρη διακοπή σύνδεσης.

Το Fiber Bypass αντιμετωπίζει ακριβώς αυτό το σενάριο: μια βλάβη της συσκευής δεν πρέπει να διακόψει τη φυσική σύνδεση ινών.

1.2 Πώς λειτουργεί η παράκαμψη με ίνες

Η παράκαμψη οπτικών ινών λειτουργεί στο στρώμα 0 / στρώμα 1 (φυσικό στρώμα), ανεξάρτητα από οποιοδήποτε λογισμικό ή πρωτόκολλο.

Όταν η συσκευή είναι ενεργοποιημένη:

Τα οπτικά σήματα περνούν από τη συσκευή κανονικά.

Όταν χάσει η ενέργεια:

Αμηχανικός οπτικός διακόπτηςή ρελέα (συνήθως παθητικό)

Συνδέει αυτόματα τα εισερχόμενα και τα εξερχόμενα ζεύγη ινών απευθείας.

Αυτό δημιουργεί έναν φυσικό οπτικό βρόχο, επιτρέποντας στο φως να περάσει ακόμα και αν η συσκευή είναι εντελώς εκτός σύνδεσης.

Βασικά χαρακτηριστικά:

• Χωρίς εμπλοκή του CPU
• Δεν απαιτείται ρύθμιση
• Χωρίς εξάρτηση από το πρωτόκολλο
• Άμεση ενεργοποίηση κατά την απώλεια ισχύος (μιλυσέκοντα)

Η παράκαμψη ινών περιγράφεται συχνά ως μια προστασία υλικού τελευταίας γραμμής.

1.3 Βασικά χαρακτηριστικά της παράκαμψης με ίνες

Λειτουργεί στο φυσικό στρώμα (L0/L1)

Λειτουργεί ακόμη και όταν η συσκευή είναι πλήρως απενεργοποιημένη

Προστατεύει από αποτυχίες σε επίπεδο συσκευής

Δεν εκτελεί επιλογή διαδρομής ή διαχείριση τοπολογίας

Δεν εμποδίζει τους βρόχους Ethernet

2Τι είναι το ERPS (Ethernet Ring Protection Switching);

Το ERPS είναι πρωτόκολλο στρώματος 2 που ορίζεται από την ITU-T G.8032, σχεδιασμένο για την προστασία των τοπολογιών δακτυλικών Ethernet από αποτυχίες σύνδεσης, αποτρέποντας παράλληλα τις καταιγίδες μετάδοσης.

2.1 Το πρόβλημα που λύνει

Τα δαχτυλίδια Ethernet παρέχουν φυσική εφεδρεία, αλλά δημιουργούν επίσης βρόχους.

• Εκπομπή καταιγίδων
• Ασταθερότητα πίνακα MAC
• Κατάρρευση δικτύου
• Το ERPS επιτρέπει στα δίκτυα Ethernet να χρησιμοποιούν με ασφάλεια τις τοπολογίες δακτυλίων:
• Μπλοκάρισμα μιας σύνδεσης υπό κανονικές συνθήκες
• Γρήγορη αλλαγή διαδρομής όταν εμφανίζεται βλάβη

2.2 Πώς λειτουργεί το ERPS

Σε ένα δαχτυλίδι ERPS: μια σύνδεση είναι λογικά μπλοκαρισμένη για να αποφευχθούν οι βρόχοι, γΤα μηνύματα ελέγχου παρακολουθούν την υγεία του συνδέσμου

Όταν ανιχνεύεται βλάβη σύνδεσης: Η μπλοκαρισμένη πύλη είναι ξεμπλοκαρισμένη., tΗ κίνηση ανακατευθύνεται μέσω της εναλλακτικής διαδρομής

Τυπικός χρόνος σύγκλισης:Εγώ...εpiίσην 50 ms, ανάλογα ε την εφαρογή και το μέγεθος του δαχτυλιδιού

Το ERPS βασίζεται:

• Ενεργό εξοπλισμό διακόπτη
• Λειτουργική CPU και firmware
• Σωστή διαμόρφωση πρωτοκόλλου

2.3 Βασικά χαρακτηριστικά του ERPS

Λειτουργεί στο στρώμα 2

Απαιτεί ενεργοποιημένες, λειτουργικές συσκευές

Προστατεύει από αποτυχίες σύνδεσης, όχι απώλεια ισχύος συσκευής

Παρέχει ταχεία επανασύγκλιση

Αποτρέπει τους βρόχους Ethernet και τις καταιγίδες μετάδοσης

3Οι βασικές διαφορές σε μια ματιά

4Μια κρίσιμη παρανόηση

Μια κοινή παρανόηση στη βιομηχανική δικτύωση είναι: Το ERPS μπορεί να χειριστεί τις διακοπές ρεύματος των συσκευών.

Αυτό δεν είναι σωστό.

Ανδιακόπτης ινώνσε ένα δαχτυλίδι ERPS χάνει ισχύ: iΟι οπτικές θύρες σκοτώνουν.

Το φυσικό δαχτυλίδι ινών είναι σπασμένο.,Το ERPS δεν μπορεί να ανταλλάσσει μηνύματα ελέγχου

Στην περίπτωση αυτή, το ERPS από μόνο του δεν μπορεί να αποκαταστήσει τη συνδεσιμότητα, επειδή η φυσική σύνδεση δεν υπάρχει πλέον.

5Γιατί η παράκαμψη ινών και το ERPS είναι συμπληρωματικά;

Ένας ισχυρός σχεδιασμός βιομηχανικού δικτύου αντιμετωπίζει το Fiber Bypass και το ERPS ως συμπληρωματικές, όχι ανταγωνιστικές τεχνολογίες.

Η παράκαμψη με ίνες διασφαλίζει ότιΤο φυσικό δαχτυλίδι ινών παραμένει άθικτο κατά την απώλεια ενέργειας της συσκευής.

Το ERPS εξασφαλίζει ότιΟγική σύγκλιση τοπολογίας και ελεύθερη προώθηση βρόχου.

Όταν χρησιμοποιούνται μαζί:

Μια συσκευή χάνει ενέργεια.,fΜονάδα παράκαμψης iberδιατηρεί οπτική συνέχεια

Το ERPS ανιχνεύει αλλαγή τοπολογίαςκαιΗ κυκλοφορία ανακατευθύνεται σωστά

Αυτή η πολυεπίπεδη προσέγγιση προστασίας εξασφαλίζει τόσο τη φυσική συνέχεια όσο και τη λογική σταθερότητα.

6Τυπικές περιπτώσεις βιομηχανικής χρήσης

Η παράκαμψη ινών είναι απαραίτητη όταν:

Οι συσκευές αναπτύσσονται σε γραμμή σε κρίσιμες διαδρομές ινών

Αναμένεται αστάθεια ενέργειας.

Οι συσκευές ασφαλείας δεν πρέπει να γίνουν μοναδικά σημεία βλάβης

Το ERPS είναι απαραίτητο όταν:

Τα δαχτυλίδια Ethernet χρησιμοποιούνται για εφεδρικότητα

Απαιτείται ταχεία ανάρρωση από κόψεις ινών

Η σταθερότητα του στρώματος 2 είναι κρίσιμη.

Βέλτιστη πρακτική: Βιομηχανική ποιότηταΤα δίκτυα χρησιμοποιούν Fiber Bypass για την προστασία ασφαλείας σε επίπεδο υλικού και ERPS για την αυτοθεραπεία σε επίπεδο πρωτοκόλλου.

7Συμπέρασμα σε επίπεδο μηχανικού

Η προστασία από την απενεργοποίηση με παράκαμψη ινών και η προστασία με δαχτυλίδι ERPS έχουν θεμελιωδώς διαφορετικούς ρόλους:

Το Fiber Bypass προστατεύει το δίκτυο από νεκρές συσκευές

Το ERPS προστατεύει το δίκτυο από σπασμένους συνδέσμους

Το ένα διασφαλίζει ότι το φως συνεχίζει να ρέει όταν αποτυγχάνει το υλικό. Το άλλο διασφαλίζει ότι η κυκλοφορία ρέει σωστά όταν αλλάζει η τοπολογία.

Για τα βιομηχανικά δίκτυα Ethernet κρίσιμης σημασίας, η επιλογή μεταξύ τους δεν αποτελεί απόφαση σχεδιασμού.

Χρησιμοποιώντας και τα δύο είναι.

8Τι μπορεί να προσφέρει η Ολυκόμ;

ΩςΚατασκευαστής OEM, η Olycom παρέχει λύσεις παράκαμψης οπτικών ινών και ERPS καλής ποιότητας.

Ενσωματώνουμε μια μονάδα οπτικής παράκαμψης σε ένα διαχειρίσιμο διακόπτη LAN για να εκπληρώσουμε πλήρως τα καθήκοντα προστασίας.

Σε παρακαλώ.επικοινωνήστε μαζί μαςΑν έχετε κάποια διαθέσιμα έργα, είμαστε εδώ για να σας βοηθήσουμε.