Fiber Bypass Power-Off Koruması vs ERPS Ring Koruması

Farkları, Kullanım Alanları ve Endüstriyel Ağların Neden İkisini de İhtiyaç Duyduğu

endüstriyel Ethernet ağlarında, yüksek kullanılabilirlik isteğe bağlı bir özellik değil, temel bir tasarım gereksinimidir.

Güç dengesizliği, zorlu ortamlar ve uzun süreli gözetimsiz çalışma, güç kuruluşları, demiryolu taşımacılığı, petrol ve gaz, imalat ve akıllı ulaşım sistemleri (ITS) gibi sektörlerde ağ dayanıklılığını en üst öncelik haline getirmektedir.

Endüstriyel ağ tasarımlarında genellikle birlikte bahsedilen iki koruma mekanizması vardır: Fiber Bypass güç kesintisi koruması ve ERPS (Ethernet Ring Protection Switching, ITU-T G.8032) geçer.

Her ikisi de ağ güvenilirliğini artırmayı amaçlasa da, tamamen farklı katmanlarda çalışırlar, farklı sorunları çözerler ve sıklıkla birbirinin yerine geçebilir olarak yanlış anlaşılırlar.

Bu makale, Fiber Bypass ve ERPS'nin aslında ne yaptığını, nasıl farklılaştıklarını ve gerçekten endüstriyel sınıf bir ağ tasarımının neden genellikle her ikisini de gerektirdiğini açıklamaktadır.

1. Fiber Bypass Güç Kesintisi Koruması Nedir?

Fiber Bypass Anahtarı koruması, bir ağ cihazı güç kaybettiğinde veya çalışamaz hale geldiğinde optik bağlantı sürekliliğini sağlamak için tasarlanmış bir donanım seviyesi mekanizmasıdır.

1.1 Çözdüğü Sorun

Birçok endüstriyel uygulamada, aşağıdakiler gibi cihazlar:

• Endüstriyel Ethernet anahtarları
• Güvenlik duvarları veya güvenlik ağ geçitleri
• Saldırı tespit sistemleri (IDS)

fiber bağlantılar üzerinde satır içi olarak kurulur. 

Normal koşullar altında, optik sinyaller cihazın optik alıcı-vericilerinden geçer.

Ancak, cihaz:

• Güç kaybederse
• Donanım arızası yaşarsa
• CPU seviyesinde çökerse veya takılırsa

optik yol fiziksel olarak kesilir ve bu da tam bir bağlantı kesintisine neden olur.

Fiber Bypass tam olarak bu senaryoyu ele alır: bir cihaz arızası fiziksel fiber bağlantıyı koparmamalıdır.

1.2 Fiber Bypass Nasıl Çalışır?

Fiber Optik Bypass, herhangi bir yazılım veya protokolden bağımsız olarak Katman 0 / Katman 1 (fiziksel katman) üzerinde çalışır.

Cihaz açıldığında:

Optik sinyaller normal olarak cihazdan geçer.

Güç kaybedildiğinde:

Bir mekanik optik anahtar veya röle (genellikle pasif)

Gelen ve giden fiber çiftlerini doğrudan otomatik olarak bağlar.

Bu, cihaz tamamen çevrimdışı olsa bile ışığın geçmesine izin veren fiziksel bir optik döngü oluşturur.

Temel özellikler:

• CPU katılımı yok
• Yapılandırma gerekmez
• Protokol bağımlılığı yok
• Güç kaybı üzerine anında aktivasyon (milisaniyeler)

Fiber Bypass genellikle bir “son hat donanım koruması” olarak tanımlanır.

1.3 Fiber Bypass'ın Temel Özellikleri

Fiziksel katmanda (L0/L1) çalışır

Cihaz tamamen kapalıyken bile çalışır

Cihaz seviyesindeki arızalara karşı korur

Yol seçimi veya topoloji yönetimi yapmaz

Ethernet döngülerini engellemez

2. ERPS (Ethernet Ring Protection Switching) Nedir?

ERPS, Ethernet halka topolojilerini bağlantı arızalarına karşı korumak ve yayın fırtınalarını önlemek için tasarlanmış, ITU-T G.8032 tarafından tanımlanan bir Katman 2 protokolüdür.

2.1 Çözdüğü Sorun

Ethernet halkaları doğal yedeklilik sağlar, ancak aynı zamanda döngüler de oluştururlar. Koruma olmadan, döngüler şunlara neden olur:

• Yayın fırtınaları
• MAC tablo kararsızlığı
• Ağ çökmesi
• ERPS, Ethernet ağlarının halka topolojilerini güvenli bir şekilde kullanmasını sağlar:
• Normal koşullar altında bir bağlantıyı engelleme
• Bir arıza meydana geldiğinde yolları hızla değiştirme

2.2 ERPS Nasıl Çalışır?

Bir ERPS halkasında: döngüleri önlemek için bir bağlantı mantıksal olarak engellenir, control mesajları bağlantı sağlığını izler

Bir bağlantı arızası tespit edildiğinde: engellenen bağlantı noktası engellenir, trafik alternatif yol üzerinden yönlendirilir

Tipik yakınsama süresi: luygulamaya ve halka boyutuna bağlı olarak 50 ms'den az

ERPS şunlara dayanır:

• Aktif anahtarlama donanımı
• Çalışan CPU ve ürün yazılımı
• Doğru protokol yapılandırması

2.3 ERPS'nin Temel Özellikleri

Katman 2'de çalışır

Açık, çalışan cihazlar gerektirir

Cihaz güç kaybı değil, bağlantı arızalarına karşı korur

Hızlı yol yeniden yakınsaması sağlar

Ethernet döngülerini ve yayın fırtınalarını önler

3. Bir Bakışta Temel Farklar

4. Kritik Bir Yanılgı

Endüstriyel ağ oluşturmada yaygın bir yanılgı şudur: “ERPS cihaz güç arızalarını halledebilir.”

Bu yanlıştır.

Bir fiber anahtar bir ERPS halkasında güç kaybederse: ioptik bağlantı noktaları kararır

Fiziksel fiber halkası kopar, ERPS kontrol mesajları alışverişinde bulunamaz

Bu durumda, ERPS tek başına bağlantıyı geri yükleyemez çünkü fiziksel bağlantı artık mevcut değildir.

5. Fiber Bypass ve ERPS Neden Birbirini Tamamlar?

Sağlam bir endüstriyel ağ tasarımı, Fiber Bypass ve ERPS'yi rakip teknolojiler değil, tamamlayıcı olarak ele alır.

Fiber Bypass, cihaz güç kaybı sırasında fiziksel fiber halkasının bozulmadan kalmasını sağlar.

ERPS, lojik topoloji yakınsamasını ve döngüsüz iletmeyi sağlar.

Birlikte kullanıldığında:

Bir cihaz güç kaybeder, fiber bypass modülü optik sürekliliği korur

ERPS topoloji değişikliğini algılar ve trafik doğru şekilde yönlendirilir

Bu katmanlı koruma yaklaşımı, hem fiziksel sürekliliği hem de mantıksal kararlılığı sağlar.

6. Tipik Endüstriyel Kullanım Alanları

Fiber Bypass şunlar için gereklidir:

Cihazlar kritik fiber yollar üzerinde satır içi olarak konuşlandırıldığında

Güç dengesizliği bekleniyorsa

Güvenlik cihazları tek arıza noktası olmamalıdır

ERPS şunlar için gereklidir:

Yedeklilik için Ethernet halkaları kullanıldığında

Fiber kesintilerinden hızlı kurtarma gerektiğinde

Katman-2 kararlılığı kritik olduğunda

En İyi Uygulama: Endüstriyel sınıfe ağlar, donanım seviyesinde arıza emniyetli koruma için Fiber Bypass ve protokol seviyesinde kendi kendini iyileştirme için ERPS kullanır.

7. Mühendislik Seviyesinde Sonuç

Fiber Bypass güç kesintisi koruması ve ERPS halka koruması temel olarak farklı roller üstlenir:

Fiber Bypass, ağı ölü cihazlardan korur

ERPS, ağı kopuk bağlantılardan korur

Biri donanım arızalandığında ışığın akmaya devam etmesini sağlar; diğeri topoloji değiştiğinde trafiğin doğru akmasını sağlar.

Görev açısından kritik endüstriyel Ethernet ağları için, bunlar arasında seçim yapmak bir tasarım kararı değildir.

Her ikisini de kullanmak öyledir.

8. Olycom Neler Sunabilir?

Bir OEM üreticisi olarak, Olycom kaliteli optik fiber bypass ve ERPS çözümleri sunmaktadır.

Koruma görevlerini tam olarak yerine getirmek için yönetilebilir bir LAN anahtarında bir optik bypass ünitesi entegre ediyoruz.

Lütfen bizimle iletişime geçin mevcut herhangi bir projeniz varsa, size yardımcı olmak için buradayız.