Comprender las diferencias, los casos de uso y por qué las redes industriales necesitan ambos
En elredes Ethernet industriales, la alta disponibilidad no es una característica opcional sino un requisito de diseño fundamental.
La inestabilidad energética, los ambientes hostiles y el funcionamiento desatendido a largo plazo hacen que la resiliencia de la red sea una prioridad en sectores como los servicios públicos de energía, el tránsito ferroviario, el petróleo y el gas, la manufactura,y sistemas de transporte inteligentes (STI).
Dos mecanismos de protección se mencionan a menudo juntos en los diseños de redes industriales:Protección de apagado por bypass de fibrayEl sistema de protección de anillos de Ethernet (ERPS, ITU-T G.8032).
Aunque ambos tienen como objetivo mejorar la confiabilidad de la red, operan en capas completamente diferentes, resuelven diferentes problemas y con frecuencia se malinterpretan como intercambiables.
Este artículo explica qué hacen realmente Fiber Bypass y ERPS, cómo difieren, y por qué un diseño de red verdaderamente de grado industrial a menudo requiere ambos.
1¿Qué es la protección de apagado por bypass de fibra?
Interruptor de derivación de fibrala protección es un mecanismo de hardware diseñado para garantizar la continuidad del enlace óptico cuando un dispositivo de red pierde potencia o se vuelve inoperativo.
1.1 El problema que resuelve
En muchas aplicaciones industriales, se utilizan dispositivos como:
están instalados en línea en enlaces de fibra.
En condiciones normales, las señales ópticas pasan a través de los dispositivosTransmisores ópticos y transceptores.
No obstante, si el dispositivo:
- Pierde energía
- Experiencias de fallas de hardware
- Se bloquea o se bloquea a nivel de la CPU
La trayectoria óptica está físicamente rota, causando una interrupción completa del enlace.
Fiber Bypass aborda este escenario exacto: una falla del dispositivo no debe romper el enlace de fibra física.
1.2 Cómo funciona el bypass de fibra
El Bypass de Fibra Óptica opera en la capa 0 / capa 1 (capa física), independiente de cualquier software o protocolo.
Cuando el dispositivo esté encendido:
Las señales ópticas pasan a través del dispositivo normalmente.
Cuando se pierde la energía:
A. Nointerruptor óptico mecánicoo relé (generalmente pasivo)
Conecta automáticamente los pares de fibras entrantes y salientes directamente.
Esto crea un bucle óptico físico, permitiendo que la luz pase aunque el dispositivo esté completamente desconectado.
Características principales:
- No hay participación de la CPU
- No se requiere configuración
- No hay dependencia del protocolo
- Actividad inmediata en caso de pérdida de energía (millisegundos)
El bypass de fibra se describe a menudo como una protección de hardware de última línea.
1.3 Características clave del bypass de fibra
Funciona en la capa física (L0/L1)
Funciona incluso cuando el dispositivo está completamente apagado
Protege contra fallos a nivel del dispositivo
No se ejecuta la selección de ruta o la gestión de topología
No impide los bucles Ethernet
2¿Qué es ERPS (intercambio de protección de anillo de Ethernet)?
ERPS es un protocolo de capa 2 definido por la UIT-T G.8032, diseñado para proteger las topologías de anillos Ethernet contra fallos de enlace al tiempo que previene tormentas de transmisión.
2.1 El problema que resuelve
Los anillos Ethernet proporcionan redundancia natural, pero también crean bucles.
- Tormentas de transmisión
- Inestabilidad de la tabla MAC
- Colapso de la red
- ERPS permite que las redes Ethernet utilicen topologías de anillo de forma segura mediante:
- Bloqueo de un enlace en condiciones normales
- Cambiar rápidamente de ruta cuando se produce una falla
2.2 Cómo funciona el ERPS
En un anillo ERPS: Un enlace está bloqueado lógicamente para evitar bucles, cLos mensajes de control monitorean el estado del enlace
Cuando se detecta un fallo de enlace: el puerto bloqueado está desbloqueado, tel tráfico es redirigido a través de la ruta alternativa
Tiempo típico de convergencia:Yo...Es más de 50 ms, dependiendo de la aplicación y del tamaño del anillo.
El ERPS se basa en:
- Hardware de conmutación activo
- CPU y firmware operativos
- Configuración correcta del protocolo
2.3 Características clave del ERPS
Opera en la capa 2
Requiere dispositivos encendidos y funcionales
Protege contra fallas de enlace, no contra pérdida de energía del dispositivo
Proporciona una convergencia rápida de la ruta
Previene los bucles Ethernet y las tormentas de transmisión
3Diferencias fundamentales en un vistazo
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Aspecto
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Protección contra apagones por desvío de fibra
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Protección de anillos ERPS
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Capa
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L0 / L1 (Físico)
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L2 (enlace de datos)
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Objetivo
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Mantener la continuidad de la fibra en caso de fallo del dispositivo
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Recuperación de fallas de enlace
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Dependencia de la potencia del dispositivo
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No hay
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Está lleno.
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Configuración requerida
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- No, no lo sé.
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- ¿ Qué?
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Tiempo de reacción
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Inmediato en la pérdida de energía
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< 50 ms
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Prevención del ciclo
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- No, no lo sé.
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- ¿ Qué?
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Optimización de la ruta
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- No, no lo sé.
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- ¿ Qué?
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4Un error crítico
Un concepto erróneo común en las redes industriales es: El ERPS puede manejar fallos de energía del dispositivo.
Esto es incorrecto.
Si unconmutador de fibraen un anillo ERPS pierde potencia: iLos puertos ópticos se oscurecen.
El anillo de fibra física está roto.,ERPS no puede intercambiar mensajes de control
En este caso, el ERPS por sí solo no puede restablecer la conectividad porque el enlace físico ya no existe.
5¿Por qué el bypass de fibra y el ERPS son complementarios?
Un diseño robusto de la red industrial considera el bypass de fibra y el ERPS como tecnologías complementarias, no competidoras.
El bypass de fibra asegura que tEl anillo de fibra física permanece intacto durante la pérdida de energía del dispositivo.
El ERPS garantiza queconvergencia de topología óptica y reenvío sin bucle.
Cuando se utiliza en conjunto:
Un dispositivo pierde energía,fmódulo de derivación ibermantiene la continuidad óptica
ERPS detecta el cambio de topologíayel tráfico se redirige correctamente
Este enfoque de protección en capas garantiza tanto la continuidad física como la estabilidad lógica.
6Casos típicos de uso industrial
El bypass de fibra es esencial cuando:
Los dispositivos se implementan en línea en las rutas críticas de fibra
Se espera inestabilidad de energía.
Los aparatos de seguridad no deben convertirse en puntos únicos de falla
El ERPS es esencial cuando:
Los anillos Ethernet se utilizan para la redundancia
Se requiere una rápida recuperación de los cortes de fibra
La estabilidad de la capa 2 es crítica.
Mejores prácticas: Grado industrialLas redes utilizan el Fiber Bypass para la protección a prueba de fallos a nivel de hardware y el ERPS para la auto-reparación a nivel de protocolo.
7Conclusiones de ingeniería
La protección de apagado por bypass de fibra y la protección de anillos ERPS cumplen funciones fundamentalmente diferentes:
Fiber Bypass protege la red de dispositivos muertos
El ERPS protege la red de los enlaces rotos
Uno asegura que la luz siga fluyendo cuando el hardware falla; el otro asegura que el tráfico fluya correctamente cuando cambia la topología.
Para las redes Ethernet industriales de misión crítica, elegir entre ellas no es una decisión de diseño.
Usar ambas es.
8Lo que Olycom puede ofrecer
Como unFabricante de equipos originales, Olycom ha estado ofreciendo soluciones de bypass de fibra óptica y ERPS de buena calidad.
Integramos una unidad de derivación óptica en un interruptor LAN manejable para cumplir plenamente las tareas de protección.
| Se aplicará el método de evaluación de la seguridad. |
2*2B(4*SC) de entrada, conector SC simple de modo único
El valor de las emisiones de gases de efecto invernadero se calculará en función de las emisiones de gases de efecto invernadero.
|
| Se aplicará el método de ensayo de la norma OM-FBS-22-SLC |
D2*2B ((4*LC) entrada, conector LC dúplex de modo único
El valor de las emisiones de gases de efecto invernadero se calculará en función de las emisiones de gases de efecto invernadero.
|
| Se aplicará el método de evaluación de la calidad de los productos. |
D2*2B ((4*LC) entrada, conector LC dúplex de modos múltiples
El valor de las emisiones de gases de efecto invernadero se calculará en función de las emisiones de gases de efecto invernadero.
|
| Se aplicará el procedimiento de ensayo. |
D2*2B(8*SC) entrada, conector SC simple de modo único
El valor de las emisiones de gases de efecto invernadero se calculará en función de las emisiones de gases de efecto invernadero.
|
| Se aplicará el método de evaluación de la calidad de los productos. |
D4*4B ((8*LC) entrada, conector LC dúplex de modo único
El valor de las emisiones de gases de efecto invernadero se calculará en función de las emisiones de gases de efecto invernadero.
|
| Se aplicarán las siguientes medidas: |
D4*4B ((8*LC) entrada, conector LC dúplex de modos múltiples
El valor de las emisiones de CO2 de los motores de combustión renovable es el valor de las emisiones de CO2 de los motores de combustión renovable.
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