Com o crescente número de serviços transmitidos por Redes Ópticas Passivas (PON), tornou-se crucial restabelecer rapidamente os serviços após falhas na linha. A tecnologia de comutação de proteção PON, como solução essencial para garantir a continuidade dos negócios, melhora significativamente a confiabilidade da rede, reduzindo o tempo de interrupção para menos de 50 ms por meio de mecanismos de redundância inteligentes.
A essência dePONA comutação de proteção visa garantir a continuidade dos negócios por meio de uma arquitetura de caminho duplo "primário + backup".
Seu fluxo de trabalho é dividido em três etapas: primeiro, na etapa de detecção, o sistema pode identificar com precisão a ruptura da fibra ou a falha do equipamento em até 5 ms por meio de uma combinação de monitoramento de potência óptica, análise da taxa de erros e mensagens de pulsação; durante a fase de comutação, a ação de comutação é acionada automaticamente com base em uma estratégia pré-configurada, com um atraso de comutação típico controlado em até 30 ms; finalmente, na fase de recuperação, a migração perfeita de 218 parâmetros de negócios, como configurações de VLAN e alocação de largura de banda, é realizada por meio do mecanismo de sincronização de configuração, garantindo que os usuários finais não percebam nada.
Dados reais de implantação mostram que, após a adoção dessa tecnologia, a duração anual de interrupção das redes PON pode ser reduzida de 8,76 horas para 26 segundos, e a confiabilidade pode ser melhorada em 1200 vezes. Os mecanismos de proteção PON atualmente mais utilizados incluem quatro tipos, do Tipo A ao Tipo D, formando um sistema técnico completo, do básico ao avançado.
O Tipo A (Redundância de Fibra Tronco) adota o design de duas portas PON no lado do OLT, compartilhando chips MAC. Ele estabelece um link de fibra óptica primário e um de backup através de um divisor 2:N e switches em até 40 ms. Seu custo de transformação de hardware aumenta em apenas 20% em relação aos recursos de fibra, tornando-o particularmente adequado para cenários de transmissão de curta distância, como redes de campus. No entanto, deve-se observar que esse esquema tem limitações na mesma placa, e uma falha em um único ponto do divisor pode causar a interrupção de ambos os links.
O Tipo B mais avançado (redundância de porta OLT) implementa portas duplas de chips MAC independentes no lado da OLT, suporta o modo de backup a frio/quente e pode ser estendido para uma arquitetura de host duplo em várias OLTs.FTTHEm testes de cenário, esta solução alcançou a migração síncrona de 128 ONUs em 50 ms, com uma taxa de perda de pacotes de 0. Ela foi aplicada com sucesso a um sistema de transmissão de vídeo 4K em uma rede provincial de radiodifusão e televisão.
A tecnologia Tipo C (proteção total por fibra) é implementada por meio de uma rede de fibra óptica com caminho duplo (backbone/fibra distribuída), combinada com um design de módulo óptico duplo para a ONU, proporcionando proteção de ponta a ponta para sistemas de negociação financeira. Em testes de estresse realizados em bolsas de valores, a tecnologia alcançou um tempo de recuperação de falhas de 300 ms, atendendo plenamente ao padrão de tolerância a interrupções inferior a um segundo exigido para sistemas de negociação de títulos.
O modelo de nível mais alto, Tipo D (backup a quente de todo o sistema), adota um design de nível militar, com controle duplo e arquitetura de plano duplo tanto para OLT quanto para ONU, suportando redundância de três camadas de fibra/porta/fonte de alimentação. Um caso de implantação em uma rede de backhaul de estação base 5G demonstra que a solução ainda consegue manter um desempenho de comutação de 10 ms em ambientes extremos de -40 °C, com um tempo de interrupção anual controlado em até 32 segundos, e obteve a certificação do padrão militar MIL-STD-810G.
Para alcançar uma transição perfeita, dois grandes desafios técnicos precisam ser superados:
Em termos de sincronização de configuração, o sistema adota a tecnologia de sincronização incremental diferencial para garantir a consistência de 218 parâmetros estáticos, como VLAN e políticas de QoS. Ao mesmo tempo, sincroniza dados dinâmicos, como a tabela de endereços MAC e o lease DHCP, por meio de um mecanismo de reprodução rápida, e herda chaves de segurança de forma transparente com base no canal de criptografia AES-256;
Na fase de recuperação de serviço, foi projetado um mecanismo de tripla garantia – utilizando um protocolo de descoberta rápida para reduzir o tempo de re-registro da ONU para menos de 3 segundos, um algoritmo de drenagem inteligente baseado em SDN para alcançar um agendamento de tráfego preciso e calibração automática de parâmetros multidimensionais, como potência óptica/atraso.
Data da publicação: 19 de junho de 2025