คำอธิบายการออกแบบเครือข่ายวงแหวนไฟเบอร์ออปติก: โทโพโลยี ไดอะแกรม และข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับสวิตช์

ในสภาพแวดล้อมเครือข่ายอุตสาหกรรมและภารกิจที่สำคัญ การสื่อสารที่เชื่อถือได้นั้นเป็นสิ่งที่ไม่สามารถต่อรองได้ จุดล้มเหลวเพียงจุดเดียวสามารถขัดขวางการทำงานได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อโครงสร้างพื้นฐานนั้นอาศัยลิงก์ไฟเบอร์ออปติกระยะไกลหรือแบบกระจาย ดังนั้นการออกแบบเครือข่ายวงแหวนไฟเบอร์ออปติกจึงกลายเป็นแนวทางพื้นฐานในการรับรองทั้งประสิทธิภาพและความซ้ำซ้อน

คู่มือนี้จะแนะนำทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับเครือข่ายวงแหวนไฟเบอร์ ตั้งแต่แนวคิดพื้นฐานไปจนถึงไดอะแกรมโทโพโลยีและโปรโตคอลที่จำเป็น

เครือข่ายวงแหวนไฟเบอร์ออปติกคืออะไร?

เครือข่ายวงแหวนไฟเบอร์ออปติกเป็นโครงสร้างเครือข่ายทางกายภาพหรือทางตรรกะที่อุปกรณ์ต่างๆ (โดยปกติคือสวิตช์) เชื่อมต่อกันในวงปิดโดยใช้สายเคเบิลไฟเบอร์ออปติก โหนดแต่ละโหนดเชื่อมต่อกับโหนดอื่นอีกสองโหนด โดยสร้างโครงสร้างคล้ายวงแหวน

การออกแบบนี้ช่วยให้ข้อมูลสามารถเดินทางได้ทั้งสองทิศทาง หากลิงก์ใดลิงก์หนึ่งล้มเหลว ข้อมูลก็จะถูกส่งต่อไปในทิศทางตรงกันข้าม ซึ่งจะช่วยรักษาเวลาการทำงานของเครือข่ายได้

เหตุใดจึงต้องใช้ Ring Topology ในเครือข่ายไฟเบอร์?

แม้ว่าอีเทอร์เน็ตจะไม่ได้รับการออกแบบมาโดยคำนึงถึงความซ้ำซ้อน แต่แอปพลิเคชันในอุตสาหกรรมและองค์กรมักต้องการการสื่อสารที่ไม่หยุดชะงัก นั่นคือจุดที่โทโพโลยีวงแหวนมีความโดดเด่น

ประโยชน์ของเครือข่ายวงแหวนไฟเบอร์:

• เส้นทางซ้ำซ้อน: หลีกเลี่ยงเวลาหยุดทำงานที่เกิดจากการตัดไฟเบอร์หรือสวิตช์ล้มเหลว
• การสำรองข้อมูลที่รวดเร็วยิ่งขึ้น: มีความสำคัญในระบบ SCADA กริดอัจฉริยะ การเฝ้าระวัง และสภาพแวดล้อมแบบเรียลไทม์อื่นๆ
• ความสามารถในการปรับขนาด: เพิ่มอุปกรณ์ใหม่เข้าสู่ริงได้อย่างง่ายดาย

อย่างไรก็ตาม การสร้างวงแหวนทางกายภาพอาจทำให้เกิดพายุกระจายสัญญาณ ซึ่งข้อมูลจะหมุนเวียนอย่างไม่สิ้นสุด ส่งผลให้เครือข่ายล้มเหลว ในการจัดการเรื่องนี้ จึงมีการนำโปรโตคอลการป้องกันวงแหวนมาใช้

หลักการออกแบบเครือข่ายวงแหวนไฟเบอร์ออปติก

การออกแบบเครือข่ายวงแหวนไฟเบอร์ไม่ได้เป็นเพียงการเชื่อมต่อสวิตช์ในวงจรเท่านั้น การออกแบบที่ดีควร:

• หลีกเลี่ยงจุดล้มเหลวเพียงจุดเดียว
• เลือกโปรโตคอลการป้องกันที่เหมาะสม
• รับประกันการบรรจบกันอย่างรวดเร็ว (เวลาในการกู้คืน)
• ตรงตามขนาดและความซับซ้อนของเครือข่าย

เครือข่ายวงแหวนไฟเบอร์ออปติกมักใช้ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ระบบไฟฟ้าและสาธารณูปโภค ระบบสื่อสารทางรถไฟ และโครงสร้างพื้นฐานหลักของมหาวิทยาลัยหรือสถานที่ขนาดใหญ่ที่ความน่าเชื่อถือและเวลาทำงานเป็นสิ่งสำคัญ

ตัวอย่างไดอะแกรมเครือข่ายวงแหวนไฟเบอร์

ต่อไปนี้เป็นไดอะแกรมเครือข่ายวงแหวนไฟเบอร์แบบง่ายเพื่อแสดงเค้าโครงทั่วไป

แหวนวงเดียว
นี่คือโครงสร้างวงแหวนพื้นฐานที่สุด ซึ่งสร้างขึ้นโดยการเชื่อมต่อสวิตช์สามตัวขึ้นไปในวงจรปิดโดยใช้สายไฟเบอร์ออปติก ข้อมูลสามารถไหลได้ทั้งสองทิศทาง ทำให้เครือข่ายสามารถกู้คืนได้อย่างรวดเร็วหากลิงก์ล้มเหลว โครงสร้างวงแหวนนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบอุตสาหกรรมขนาดเล็กหรือเป็นแกนหลักของเครือข่ายโซน

อุปกรณ์เดียวหลายวงแหวน
ในการตั้งค่านี้ สวิตช์ส่วนกลางตัวเดียวจะเข้าร่วมในเครือข่ายวงแหวนอิสระหลายเครือข่าย ซึ่งแต่ละเครือข่ายจะประกอบด้วยสวิตช์ตัวอื่นๆ วงแหวนเหล่านี้อาจให้บริการแผนกหรือระบบย่อยที่แตกต่างกันในขณะที่ใช้สวิตช์หลักตัวเดียวกัน วิธีนี้ช่วยเพิ่มการใช้พอร์ตและรวมศูนย์การควบคุมโดยไม่ต้องรวมเส้นทางข้อมูลเข้าด้วยกัน

ข้อต่อวงแหวน
เครือข่ายวงแหวนแยกสองเครือข่ายเชื่อมต่อกันโดยใช้สวิตช์คัปปลิ้งหรือชุดสวิตช์ วงแหวนแต่ละวงจะรักษาความซ้ำซ้อนของตัวเอง แต่คัปปลิ้งจะช่วยให้แลกเปลี่ยนข้อมูลแบบเลือกได้ระหว่างวงแหวน วิธีนี้มีประโยชน์เมื่อต้องขยายพื้นที่ครอบคลุมระหว่างอาคารหรือโซนปฏิบัติการที่แตกต่างกันในขณะที่รักษาปริมาณการรับส่งข้อมูลแบบแบ่งส่วน

วงแหวนแทนเจนท์
วงแหวนรองเชื่อมต่อกับวงแหวนหลักที่สวิตช์ตัวเดียว เช่น สายสาขา วงแหวนรองใช้เพื่อขยายการเชื่อมต่อเครือข่ายไปยังคลัสเตอร์อุปกรณ์หรือซับเน็ตที่อยู่ใกล้เคียงโดยไม่ต้องรวมอุปกรณ์เหล่านั้นเข้ากับวงแหวนหลักอย่างสมบูรณ์ การออกแบบนี้ให้การสำรองข้อมูลบางส่วนและมักพบเห็นในแอปพลิเคชันภาคสนามแบบกระจาย

วงแหวนที่ตัดกัน
วงแหวนหลายวงจะแบ่งปันสวิตช์ทั่วไปสองตัวหรือมากกว่า โดยสร้างโครงสร้างคล้ายตาข่าย โทโพโลยีนี้รองรับเครือข่ายขนาดใหญ่ที่มีความพร้อมใช้งานสูงซึ่งพื้นที่ปฏิบัติการที่แตกต่างกันต้องการการสำรองข้อมูลในพื้นที่และการเชื่อมต่อกัน มักจะนำไปใช้ในโครงข่ายไฟฟ้า ระบบขนส่ง และเขตอุตสาหกรรมที่ซับซ้อน

โปรโตคอลการป้องกันเครือข่ายวงแหวนทั่วไป

หากไม่มีกลไกการป้องกัน โทโพโลยีวงแหวนอาจทำให้เกิดการวนซ้ำอย่างไม่สิ้นสุด มาเปรียบเทียบโปรโตคอลการป้องกันวงแหวนยอดนิยมที่ใช้กัน สวิตซ์ไฟเบอร์:

โปรโตคอล	ข้อดี	ข้อจำกัด
สทีพี / อาร์เอสทีพี / เอ็มเอสทีพี	มาตรฐาน IEEE เป็นกลางต่อผู้จำหน่าย ใช้งานได้กับเครือข่ายเลเยอร์ 2 ใดๆ	การบรรจบกันช้าลง โดยเฉพาะในเครือข่ายขนาดใหญ่
อีอาร์พีเอส (G.8032)	มาตรฐาน ITU-T การบรรจบกันอย่างรวดเร็ว รองรับโครงสร้างที่ซับซ้อนเช่นวงแหวนหลายวง	ต้องมีโทโพโลยีที่วางแผนไว้ล่วงหน้าและการกำหนดค่าที่ซับซ้อนมากขึ้น
MW-ริง	การกู้คืนข้อมูลอย่างรวดเร็วที่เป็นกรรมสิทธิ์ ปรับให้เหมาะสมสำหรับเครือข่ายอุตสาหกรรม	จำกัดเฉพาะอุปกรณ์จากผู้ผลิตเดียวกัน (ไม่สามารถใช้งานร่วมกับแบรนด์อื่นได้)

เกี่ยวกับ MW-Ring (โปรโตคอล Fast Ring ที่เป็นกรรมสิทธิ์)

MW-Ring เป็นโปรโตคอลที่บริษัทของเราพัฒนาขึ้นโดยเฉพาะสำหรับเครือข่ายควบคุมอุตสาหกรรมที่มีความน่าเชื่อถือสูง โดยช่วยให้:

• การกู้คืนความเร็วสูงเมื่อลิงค์ขาด
• ลิงค์วงแหวนซ้ำซ้อนพร้อมระบบเฟลโอเวอร์อัตโนมัติ
• การกำหนดค่าที่เรียบง่ายสำหรับพอร์ตวงแหวนที่กำหนด

เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์ที่การกู้คืนอย่างรวดเร็วและการตั้งค่าที่ง่ายดายมีความสำคัญมากกว่าความเข้ากันได้ของผู้จำหน่ายหลายราย

การเลือกสวิตช์เครือข่ายแบบวงแหวนสำหรับโครงสร้างไฟเบอร์

สวิตช์เครือข่ายแบบวงแหวนคือสวิตช์ที่สามารถสร้างหรือมีส่วนร่วมในโทโพโลยีแบบวงแหวนโดยใช้โปรโตคอลที่เข้ากันได้ ต่อไปนี้คือสิ่งที่ต้องมองหา:

คุณสมบัติหลัก:

• รองรับ STP, RSTP, ERPS หรือโปรโตคอลริงที่เป็นกรรมสิทธิ์เช่น MW-Ring
• พอร์ตไฟเบอร์ (SFP หรือไฟเบอร์แบบคงที่)
• การออกแบบในระดับอุตสาหกรรม (อุณหภูมิ การสั่นสะเทือน ฯลฯ)
• รูปแบบติดตั้งบนราง DIN หรือแบบติดตั้งบนแร็ค

หากแอปพลิเคชันของคุณเกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงหรือระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ให้เน้นที่ความทนทาน สวิตช์ที่จัดการ ด้วยการรองรับวงแหวนซ้ำซ้อน

บทสรุป: สร้างเครือข่ายที่ยืดหยุ่นด้วยการออกแบบวงแหวนไฟเบอร์

ไม่ว่าคุณจะวางแผนเครือข่ายในโรงงานหรือโครงข่ายใยแก้วนำแสงระดับเมโทร เครือข่ายวงแหวนใยแก้วนำแสงที่ได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมจะช่วยให้การสื่อสารมีความต่อเนื่อง ผสมผสานโทโพโลยีที่เหมาะสมกับสวิตช์ที่เชื่อถือได้และโปรโตคอลวงแหวนที่พิสูจน์แล้วเพื่อสร้างระบบที่ยืดหยุ่น

ต้องการความช่วยเหลือในการเลือกสวิตช์เครือข่ายริงที่เหมาะสมหรือไม่?
👉 ติดต่อทีมงานของเรา หรือสำรวจของเรา สายผลิตภัณฑ์สวิตช์อุตสาหกรรม สำหรับการรองรับโครงสร้างวงแหวนไฟเบอร์