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)絡傳輸?shù)募夹g(shù)，其所屬的國際標準為IEC 62439。最初，IEC發(fā)布此項標準主要目的是為了滿足IEC 61850-5中所提到的變電站自動化應用中各通信組件或服務故障所要求的恢復時間問題，但協(xié)議設計時的通用性，使得這兩項協(xié)議能不僅僅適用于變電站的應用場景下，而是成為一項工業(yè)網(wǎng)絡中的通用解決方案。

該標準在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)范擴展到TC

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

擴展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。

隨著該標準最新第四版的發(fā)布，我們對HSR/PRP交換機IP核和網(wǎng)管冗余交換機IP核進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IPcore

如第四版所述，DANH應可在以下模式中運行，這些模式應在運行時使用管理命令進行更改：模式H、M、N、R、T、U 和 X。關(guān)于模式H，這是一個強制性的默認模式。在此模式下，DANH應代表其主機插入HSR標簽并轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)流量，但不包括節(jié)點自身發(fā)送的幀、重復幀和節(jié)點是唯一目的地的幀。這是DANH的預期操作模式。

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設備。這種機制讓RedBoxes交換它們從RSTP網(wǎng)橋接收的BPDU，以允許網(wǎng)橋通過HSR檢測其拓撲環(huán)。

虹科HSR/PRP交換機IP核是一個完整的硬件解決方案，可以在低成本FPGA上實現(xiàn)，是用于能源市場設備的靈活解決方案，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VS 零切換可靠網(wǎng)絡的3端口參考

虹科網(wǎng)管冗余交換機（MR S）IP核是HSR/PRP交換機（HP S）和網(wǎng)管以太網(wǎng)交換機（ME S）IP核的組合，可提供冗余以太網(wǎng)交換機功能。MES模塊是一個非阻塞交叉矩陣，允許在所有端口之間進行連續(xù)傳輸。它實現(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)標準策略。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準的最大兼容性。

虹科網(wǎng)管冗余交換機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，推出一系列支持實時流量、冗余、高數(shù)據(jù)吞吐量和復雜的網(wǎng)絡安全機制的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)融合并已應用于鐵路、工業(yè)4.0智慧工廠、航空航天等產(chǎn)品和項目中。