Faserdurchgangs-Ausschalt-Schutz vs. ERPS-Ringschutz

Unterschiede, Anwendungsfälle und warum industrielle Netze beides brauchen

Inindustrielle Ethernet-Netzwerke, ist eine hohe Verfügbarkeit kein optionales Merkmal, sondern eine grundlegende Konstruktionsanforderung.

Strominstabilität, raue Umgebungen und langfristiger unbeaufsichtigter Betrieb machen die Widerstandsfähigkeit des Netzes zu einer obersten Priorität in Sektoren wie Stromversorgung, Schienenverkehr, Öl und Gas, Fertigung,und intelligente Verkehrssysteme (ITS).

Zwei Schutzmechanismen werden häufig zusammen in den Konstruktionen von industriellen Netzen erwähnt:Schutz vor dem Abschalten durch Fiber BypassundERPS (Ethernet Ring Protection Switching, ITU-T G.8032).

Obwohl beide darauf abzielen, die Zuverlässigkeit des Netzwerks zu verbessern, arbeiten sie auf völlig verschiedenen Ebenen, lösen unterschiedliche Probleme und werden oft als austauschbar missverstanden.

In diesem Artikel wird erklärt, was Fiber Bypass und ERPS eigentlich tun, wie sie sich unterscheiden und warum ein wirklich industrielles Netzwerkdesign oft beides erfordert.

1- Was ist Fiber Bypass Power-Off Schutz?

Fiber-Bypass-SchalterSchutz ist ein Mechanismus auf Hardwareebene, der die Kontinuität der optischen Verbindung gewährleistet, wenn ein Netzwerkgerät die Leistung verliert oder nicht mehr funktioniert.

1.1 Das Problem, das es löst

In vielen industriellen Anwendungen werden Geräte wie:

• Industrie-Ethernet-Switches
• Firewalls oder Sicherheits-Gateways
• Einbruchserkennungssysteme (IDS)

sind auf Glasfaserverbindungen verbaut.

Unter normalen Bedingungen durchlaufen optische Signale die Gerätemit einer Leistung von mehr als 50 W.

Wenn das Gerät jedoch:

• Verliert Energie
• Erfahrungen mit Hardwarefehlern
• Abstürze oder Hängen auf CPU-Ebene

Der optische Pfad ist physisch kaputt, was zu einem vollständigen Verbindungsausfall führt.

Fiber Bypass befasst sich genau mit diesem Szenario: Ein Ausfall des Geräts darf die physikalische Faserverbindung nicht unterbrechen.

1.2 Wie Fiber Bypass funktioniert

Fiberoptic Bypass arbeitet in Schicht 0 / Schicht 1 (physische Schicht), unabhängig von Software oder Protokoll.

Wenn die Vorrichtung eingeschaltet ist:

Optische Signale passieren das Gerät normal.

Wenn der Strom ausfällt:

Einemit einer Leistung von mehr als 20 Woder Relais (in der Regel passiv)

Automatisch verbindet das eingehende und ausgehende Faserpaar direkt.

Dadurch entsteht eine physikalische optische Schleife, die es Licht erlaubt, zu passieren, auch wenn das Gerät komplett offline ist.

Hauptmerkmale:

• Keine CPU-Beteiligung
• Keine Konfiguration erforderlich
• Keine Abhängigkeit vom Protokoll
• Sofortige Aktivierung bei Stromausfall (Millisekunden)

Fiber Bypass wird häufig als "Last-Line-Hardware-Sicherheit" beschrieben.

1.3 Hauptmerkmale des Faser-Bypasses

Funktioniert auf der physikalischen Schicht (L0/L1)

Funktioniert, auch wenn das Gerät vollständig ausgeschaltet ist

Schützt vor Ausfällen auf Geräteebene

Fügt keine Pfadwahl oder Topologiemanagement durch

Verhindert keine Ethernet-Schleifen

2Was ist ERPS (Ethernet Ring Protection Switching)?

ERPS ist ein von der ITU-T G definiertes Layer-2-Protokoll.8032, entwickelt, um Ethernet-Ring-Topologien vor Linkscheitern zu schützen und gleichzeitig Broadcast-Storms zu verhindern.

2.1 Das Problem, das es löst

Ethernet-Ringe sorgen für natürliche Redundanz, aber sie erzeugen auch Schleifen.

• Übertragung von Stürmen
• Instabilität der MAC-Tabelle
• Netzwerkzusammenbruch
• ERPS ermöglicht es Ethernet-Netzwerken, Ringtopologien sicher zu verwenden, indem
• Blockierung einer Verbindung unter normalen Bedingungen
• Schnell wechselnde Bahnen bei Ausfall

2.2 Funktionsweise des ERPS

In einem ERPS-Ring: Eine Verbindung ist logisch blockiert, um Schleifen zu verhindern, cÜberwachen Sie die Gesundheit der Links.

Wenn ein Verknüpfungsfehler festgestellt wird: Der blockierte Port ist freigeschaltet., tRaffic wird über den alternativen Pfad umgeleitet

Typische Konvergenzzeit:Ich...Es ist möglich, dass die Anzahl der Anschlüsse in einem bestimmten Zeitraum weniger als 50 ms beträgt, abhängig von der Ausführung und der Ringgröße.

Das ERPS beruht auf:

• Aktive Schalthardware
• Betriebsfähige CPU und Firmware
• Richtige Protokollkonfiguration

2.3 Wesentliche Merkmale des ERPS

Funktioniert auf Schicht 2

Benötigt eingeschaltete, funktionierende Geräte

Schützt vor Verknüpfungsfehlern, nicht gegen Stromverlust des Geräts

Bietet eine schnelle Rückkonvergenz

Verhindert Ethernet-Schleifen und Broadcast-Storms

3Kernunterschiede auf einen Blick

4Ein kritischer Irrtum

Ein weit verbreitetes Missverständnis in der industriellen Vernetzung ist: ¢ ERPS kann Stromausfälle von Geräten bewältigen.

Das ist falsch.

Wenn einGlasfaserschalterin einem ERPS-Ring Leistung verliert: iDie optischen Ports werden dunkel.

Der physische Faserring ist zerbrochen.,ERPS kann keine Kontrollnachrichten austauschen

In diesem Fall kann das ERPS allein die Konnektivität nicht wiederherstellen, da die physische Verbindung nicht mehr existiert.

5Warum sind Fiber Bypass und ERPS sich ergänzen?

Ein robustes Design eines industriellen Netzwerks betrachtet Fiber Bypass und ERPS als komplementäre und nicht konkurrierende Technologien.

Der Fiber Bypass sorgt dafür, dass tDer physikalische Faserring bleibt während des Stromausfalls intakt.

Das ERPS stellt sicher, daßlogische Topologie-Konvergenz und Schleiffreie Weiterleitung.

Bei gleichzeitiger Anwendung:

Ein Gerät verliert Strom,fIber-Bypass-ModulAufrechterhaltung der optischen Kontinuität

ERPS erkennt TopologieänderungenundDer Verkehr wird korrekt umgeleitet.

Diese Schichtenschutzmethode gewährleistet sowohl physische Kontinuität als auch logische Stabilität.

6Typische industrielle Anwendungsfälle

Fiber Bypass ist unerlässlich, wenn:

Die Geräte werden in kritischen Glasfaserbahnen eingesetzt

Wir erwarten Energieunstabilität.

Sicherheitsvorrichtungen dürfen nicht zu einem einzigen Ausfallpunkt werden

ERPS ist unerlässlich, wenn

Ethernet-Ringe werden zur Redundanz verwendet

Eine schnelle Genesung von Faserverletzungen ist erforderlich

Die Stabilität der Schicht 2 ist kritisch.

Beste Praxis: Industrielle QualitätDie Netzwerke verwenden Fiber Bypass für den Ausfallsicherungsschutz auf Hardwareebene und ERPS für die Selbstheilung auf Protokollebene.

7. Schlussfolgerung auf Ingenieursebene

Der Schutzwert für die Auslösung von Strom durch Fiber Bypass und der ERPS-Ringschutz haben grundsätzlich unterschiedliche Funktionen:

Fiber Bypass schützt das Netzwerk vor toten Geräten

ERPS schützt das Netzwerk vor defekten Verbindungen

Die eine sorgt dafür, dass das Licht fließt, wenn die Hardware ausfällt; die andere sorgt dafür, dass der Verkehr korrekt fließt, wenn sich die Topologie ändert.

Für unternehmenskritische industrielle Ethernet-Netzwerke ist die Wahl zwischen ihnen keine Designentscheidung.

Beides zu benutzen ist.

8Was Olycom zu bieten hat

AlsOEM-Hersteller, Olycom liefert hochwertige Lösungen für den Optical Fiber Bypass und ERPS.

Wir integrieren eine optische Bypass-Einheit in einen überschaubaren LAN-Switch, um die Schutzaufgaben vollständig zu erfüllen.

Ich bitte dich.Kontaktieren Sie unsWenn Sie irgendwelche Projekte zur Verfügung haben, sind wir hier, um zu helfen.