High availability automation networks

HSR/PRP

技

術(shù)

HSR與PRP是專注于解決高可靠性自動化網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)募夹g(shù)，其所屬的國際標(biāo)準(zhǔn)為IEC 62439。最初，IEC發(fā)布此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)主要目的是為了滿足IEC 61850-5中所提到的變電站自動化應(yīng)用中各通信組件或服務(wù)故障所要求的恢復(fù)時間問題，但協(xié)議設(shè)計(jì)時的通用性，使得這兩項(xiàng)協(xié)議能不僅僅適用于變電站的應(yīng)用場景下，而是成為一項(xiàng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的通用解決方案。

該標(biāo)準(zhǔn)在2016年經(jīng)過第三次修訂后，終于在2021年完成了第四次修訂。其變更的內(nèi)容簡要概述如下：

對精確時間協(xié)議(PTP) IEC 61588:2021的引用取代了對IEC 61588:2009的引用

RedBoxes和QuadBoxes規(guī)范擴(kuò)展到TC

PTP over PRP指定了DATC和SLTC RedBoxes的統(tǒng)一操作

擴(kuò)展PTP的行業(yè)概況

同步消息填充以支持媒體轉(zhuǎn)換器

增加HSR中的RSTP支持

關(guān)于最新版本的更多信息，可以到協(xié)議官網(wǎng)查看。

隨著該標(biāo)準(zhǔn)最新第四版的發(fā)布，我們對HSR/PRP交換機(jī)IP核和網(wǎng)管冗余交換機(jī)IP核進(jìn)行升級并支持更多新功能，其中包括HSR（模式R）中的RSTP支持等。

虹科HSR/RPR交換機(jī)IPcore

如第四版所述，DANH應(yīng)可在以下模式中運(yùn)行，這些模式應(yīng)在運(yùn)行時使用管理命令進(jìn)行更改：模式H、M、N、R、T、U 和 X。關(guān)于模式H，這是一個強(qiáng)制性的默認(rèn)模式。在此模式下，DANH應(yīng)代表其主機(jī)插入HSR標(biāo)簽并轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)流量，但不包括節(jié)點(diǎn)自身發(fā)送的幀、重復(fù)幀和節(jié)點(diǎn)是唯一目的地的幀。這是DANH的預(yù)期操作模式。

關(guān)于模式R，這是RedBoxes的可選模式。在這種模式下，Redbox能夠接收BPDU，在連接到RSTP網(wǎng)橋時對其進(jìn)行封裝和解封裝。從這個意義上說，虹科HSR/PRP IP核支持根據(jù)模式R將RSTPLAN連接到HSR設(shè)備。這種機(jī)制讓RedBoxes交換它們從RSTP網(wǎng)橋接收的BPDU，以允許網(wǎng)橋通過HSR檢測其拓?fù)洵h(huán)。

虹科HSR/PRP交換機(jī)IP核是一個完整的硬件解決方案，可以在低成本FPGA上實(shí)現(xiàn)，是用于能源市場設(shè)備的靈活解決方案，可連接到HSR環(huán)、PRP局域網(wǎng)或IEC61850中用作網(wǎng)橋。

非冗余網(wǎng)絡(luò)VS 零切換可靠網(wǎng)絡(luò)的3端口參考

虹科網(wǎng)管冗余交換機(jī)（MR S）IP核是HSR/PRP交換機(jī)（HP S）和網(wǎng)管以太網(wǎng)交換機(jī)（ME S）IP核的組合，可提供冗余以太網(wǎng)交換機(jī)功能。MES模塊是一個非阻塞交叉矩陣，允許在所有端口之間進(jìn)行連續(xù)傳輸。它實(shí)現(xiàn)了存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方法，以便在轉(zhuǎn)發(fā)每個幀之前滿足有關(guān)幀完整性檢查的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)策略。另一方面，HPS模塊在所需的端口中引入了HSR和PRP冗余功能。HSR切換方法是Cut-Through。因此，由MES和HPS組合而成的MRS可提供最大的性能和與標(biāo)準(zhǔn)的最大兼容性。

虹科網(wǎng)管冗余交換機(jī)IP核框圖

虹科在傳統(tǒng)現(xiàn)場總線及工業(yè)以太網(wǎng)領(lǐng)域深耕多年，并積極關(guān)注行業(yè)發(fā)展前沿，推出一系列支持實(shí)時流量、冗余、高數(shù)據(jù)吞吐量和復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制的TSN、HSR、PRP等新一代以太網(wǎng)技術(shù)，積極推動工業(yè)、能源、汽車等領(lǐng)域的以太網(wǎng)融合并已應(yīng)用于鐵路、工業(yè)4.0智慧工廠、航空航天等產(chǎn)品和項(xiàng)目中。