حفاظت از قطع برق بای‌پس فیبر در مقابل حفاظت حلقه ERPS

درک تفاوت ها، موارد استفاده و چرا شبکه های صنعتی به هر دو نیاز دارند

داخلشبکه های صنعتی اترنت، در دسترس بودن بالا یک ویژگی اختیاری نیست بلکه یک نیاز اساسی طراحی است.

عدم ثبات برق، محیط های خشن و عملیات طولانی مدت بدون نظارت، انعطاف پذیری شبکه را در بخش هایی مانند خدمات برق، حمل و نقل راه آهن، نفت و گاز، تولید،و سیستم های حمل و نقل هوشمند.

دو مکانیسم حفاظت اغلب در طراحی شبکه های صنعتی با هم ذکر می شوند:حفاظت از خاموش کردن فايبر بای پاسوERPS (Ethernet Ring Protection Switching، ITU-T G.8032).

اگرچه هر دو هدف بهبود قابلیت اطمینان شبکه هستند، اما در لایه های کاملاً متفاوت عمل می کنند، مشکلات مختلفی را حل می کنند و اغلب به اشتباه به عنوان قابل تعویض درک می شوند.

این مقاله توضیح می دهد که فایبر بای پاس و ERPS در واقع چه کاری انجام می دهند، تفاوت آنها چیست و چرا طراحی شبکه های واقعاً صنعتی اغلب به هر دو نیاز دارد.

1محافظت از خاموش شدن از فایبر بای پاس چیست؟

سوئیچ بای پاس فیبرحفاظت یک مکانیسم در سطح سخت افزاری است که برای اطمینان از تداوم پیوند نوری در صورت از دست دادن قدرت یا عدم عملکرد یک دستگاه شبکه طراحی شده است.

1.1 مشکل حل می شود

در بسیاری از کاربردهای صنعتی، دستگاه هایی مانند:

• سوئیچ های صنعتی اترنات
• فایروال ها یا دروازه های امنیتی
• سیستم های شناسایی نفوذ (IDS)

که در خطوط فیبر نصب شده اند.

در شرایط عادی، سیگنال های نوری از دستگاه عبور می کنندفرستنده های نوری.

با این حال، اگر دستگاه:

• قدرتش رو از دست ميده
• تجربه ی خرابی سخت افزار
• خرابی یا تعلیق در سطح CPU

مسیر نوری به صورت فیزیکی شکسته و باعث قطع کامل پیوند می شود.

فایبر بای پاس دقیقا این سناریو را حل می کند: شکست دستگاه نباید ارتباط فیبر فیزیکی را قطع کند.

1.2 چگونگی کار فایبر بای پاس

فایبر آپتیک بای پاس در لایه 0 / لایه 1 ( لایه فیزیکی) ، مستقل از هر نرم افزار یا پروتکل کار می کند.

هنگامی که دستگاه روشن است:

سیگنال های نوری به طور طبیعی از دستگاه عبور می کنند.

وقتي که برق از دست رفته:

Aسوئیچ نوری مکانیکییا رله (معمولاً منفعل)

به طور خودکار جفت های فیبر ورودی و ورودی را به طور مستقیم متصل می کند.

این یک حلقه نوری فیزیکی ایجاد می کند، اجازه می دهد نور حتی اگر دستگاه کاملاً آفلاین باشد نیز عبور کند.

ویژگی های کلیدی:

• هیچ دخالت CPU وجود ندارد
• هیچ پیکربندی لازم نیست
• هيچ وابستگي پروتکلي وجود نداره
• فعال سازی فوری در صورت از دست دادن قدرت (میلی ثانیه)

فایبر بای پاس اغلب به عنوان یک حفاظت سخت افزاری آخرین خط توصیف می شود.

1.3 ویژگی های اصلی فایبر بای پاس

در لایه فیزیکی کار می کند (L0/L1)

کار می کند حتی زمانی که دستگاه به طور کامل خاموش شده است

از خرابی در سطح دستگاه محافظت می کند

انتخاب مسیر یا مدیریت توپولوژی را انجام نمی دهد

از حلقه های اترنت جلوگیری نمی کند

2. ERPS (Ethernet Ring Protection Switching) چیست؟

ERPS یک پروتکل لایه 2 است که توسط ITU-T G تعریف شده است.8032، طراحی شده برای محافظت از توپولوژی های حلقه ایترنات در برابر شکست لینک در حالی که از طوفان های پخش جلوگیری می کند.

2.1 مشکل حل می شود

حلقه های اترنت افزوده طبیعی را فراهم می کنند، اما آنها همچنین حلقه ها را ایجاد می کنند. بدون محافظت، حلقه ها باعث می شوند:

• پخش طوفان
• عدم ثبات جدول MAC
• سقوط شبکه
• ERPS به شبکه های اترنت اجازه می دهد تا از توپولوژی های حلقه به طور ایمن استفاده کنند:
• مسدود کردن یک لینک در شرایط عادی
• سرعت تغییر مسیر در صورت شکست

2.2 نحوه کار ERPS

در یک حلقه ERPS: یک پیوند به طور منطقی برای جلوگیری از حلقه ها مسدود شده است, cپیام های کنترل سلامت لینک را کنترل می کنند

وقتی که یک خطای پیوند تشخیص داده شود: پورت مسدود شده باز شده، tترافیک از طریق مسیر جایگزین هدایت می شود

زمان تقارب معمول:منکمتر از 50 ms، بسته به پیاده سازی و اندازه حلقه

سیستم ERPS به موارد زیر متکی است:

• سخت افزار فعال سوئیچ
• پردازنده و نرم افزار عملیاتی
• پیکربندی پروتکل درست

2.3 ویژگی های اصلی ERPS

در لایه 2 کار می کند

نیاز به دستگاه های فعال و فعال دارد

از شکست های پیوند محافظت می کند، نه از دست دادن قدرت دستگاه

فراهم می کند مسیر سریع بازگشت به هم

از حلقه های اترنت و طوفان های پخش جلوگیری می کند

3تفاوت های اصلی در یک نگاه

4یک تصور اشتباه

یک تصور غلط رایج در شبکه های صنعتی این است: ERPS می تواند با شکست برق دستگاه مقابله کند.

این اشتباهه

اگرسوئیچ فیبردر یک حلقه ERPS قدرت را از دست می دهد: iپورتهای نوری تاریک می شوند

حلقه ي فيزيکي فايبر شکسته,ERPS نمیتونه پیام های کنترل رو تبادل کنه

در این مورد، ERPS به تنهایی نمی تواند اتصال را بازگرداند زیرا پیوند فیزیکی دیگر وجود ندارد.

5چرا فیبر بای پاس و ERPS مکمل یکدیگر هستند؟

یک طراحی شبکه صنعتی قوی Fiber Bypass و ERPS را به عنوان فناوری های مکمل و نه رقابتی می بیند.

فایبر بای پاس تضمین می کند کهحلقه فيزيکي فيبر در طول از دست دادن قدرت دستگاه دست نخورده ميمونه

ERPS تضمین می کند کههمگرایی توپولوژی و انتقال بدون حلقه.

هنگامی که با هم استفاده می شود:

يه دستگاه قدرتش رو از دست ميده,fماژول بای پاس ایبرتداوم نوری را حفظ می کند

ERPS تغییر توپولوژی را تشخیص می دهدوترافیک به درستی تغییر مسیر داده شده

این رویکرد حفاظت لایه دار هم تداوم فیزیکی و هم ثبات منطقی را تضمین می کند.

6موارد استفاده صنعتی معمولی

فایبر بای پاس زمانی ضروری است که:

دستگاه ها در مسیرهای فیبر بحرانی در خط قرار دارند

عدم ثبات قدرت انتظار می رود

دستگاه های امنیتی نباید به یک نقطه ی شکست تبدیل شوند

ERPS ضروری است زمانی که:

حلقه های اترنت برای افزونه استفاده می شود

بهبود سریع از برش فیبر مورد نیاز است

ثبات لايه 2 مهمه

بهترین روش: درجه صنعتیشبکه ها از فایبر بای پاس برای محافظت از خطای سخت افزاری و ERPS برای خود بهبود پروتکل استفاده می کنند.

7نتیجه گیری در سطح مهندسی

محافظت از خاموش شدن فایبر بای پاس و محافظت از حلقه ERPS نقش اساساً متفاوت دارند:

فایبر بای پاس از شبکه در برابر دستگاه های مرده محافظت می کند

ERPS از شبکه در برابر پیوندهای شکسته محافظت می کند

یکی تضمین می کند که نور در هنگام شکست سخت افزاری جریان دارد؛ دیگری تضمین می کند که جریان ترافیک به درستی در هنگام تغییر توپولوژی انجام می شود.

برای شبکه های اترنت صنعتی مهم، انتخاب بین آنها یک تصمیم طراحی نیست.

استفاده از هر دوش خوبه

8. چه چیزی اولیکوم می تواند ارائه دهد

به عنوان یکتولید کننده OEM، Olycom راه حل های دور زدن فیبر نوری و ERPS با کیفیت خوب را ارائه می دهد.

ما یک واحد دور زدن نوری را در یک سوئیچ LAN قابل کنترل برای انجام کامل وظایف حفاظت ادغام می کنیم.

خواهش مي کنمبا ما تماس بگیریداگه پروژه اي در دسترس داريد ما براي کمک اينجا هستيم