ЖУРНАЛ СТА 1/2012

рования и диагностики узлов кольца. При этом стандартные кадры данных не проходят по кругу, как HSR-дан- ные, а пересылаются напрямую между станцией управления и устройством. HSR-кольцо начинает работу в штат- ном режиме только после отключения станции управления и замыкания цепи. HSR-кольца можно соединять между собой двумя 4-портовыми устройства- ми, называемыми QuadBox. Устройст- ва дублируют друг друга, поэтому общая сеть также остаётся резервиро- ванной (рис. 5). Что касается времени восстановле- ния, то тут HSR-протокол ведёт себя аналогично PRP: кадры данных одно- временно рассылаются по двум портам в обоих направлениях по кольцу, в слу- чае сбоя одна из очередей данных достигнет получателя. Такой подход гарантирует резервирование с нулевым временем восстановления и в то же время не требует дополнительной сете- вой структуры. Из недостатков HSR можно отметить ограниченную гибкость (только коль- цевая топология), двукратный объём трафика, передаваемого по сети с дуб- лированием кадров данных, сложность реализации (специальный FPGA-чип в каждом устройстве, синхронизация по протоколу IEEE 1588). З АКЛЮЧЕНИЕ На практике не существует ни иде- альной сетевой топологии, ни идеаль- ного протокола резервирования, удов- летворяющего всем требованиям про- мышленных сетей. Правильный выбор топологии сети и протокола резер- вирования зависит от многих факто- ров, таких как физические требова- ния к расположению сетевых компо- нентов [5]. В качестве резюме табл. 1 отражает основные свойства протоколов резер- вирования, описанных в данной статье. Протокол HSR является новым (стандарт IEC 62439-3 принят в февра- ле 2010 года) и перспективным. Среди основных сфер его применения следу- ет отметить АСУ в энергетике. Он даже будет включён во вторую версию стан- дарта для электрических подстанций IEC 61850. Протокол HSR будет обес- печивать функционирование сети Ethernet в реальном времени вместе с протоколом синхронизации часов IEEE 1588. Для повышения надёжности и гиб- кости сети протоколы резервирования можно комбинировать между собой. Например, на рис. 6 показан пример сети со смешанной топологией, с при- менением параллельного и кольцевого резервирования. Можно сделать про- гноз, что в будущем протоколы PRP и HSR (их последующие итерации) вытеснят существующие протоколы 24 СТА 1/2012 ОБ ЗОР / П РОМЫШЛ Е ННЫЕ С Е Т И www.cta.ru Таблица 1 Основные свойства протоколов последовательного и параллельного резервирования Протокол Топология сети Количество устройств Максимальное время восстановления сети Типовое время восстановления сети RSTP (IEEE 802.1D-2004) Кольцо 40 Около 2 с при сбое в двух и более мостах 100…200 мс для кольца из 40 узлов RSTP (IEEE 802.1D-2004) Любая Любое Более 2 с при сбое в двух и более мостах Можно определить применительно к конкретной сети с простой топологией MRP (IEC 62439-2) Кольцо 50 500/200/30/10 мс (в зависимости от настроек) 200/60/15/<10 мс (в зависимости от настроек) PRP (IEC 62439-3) Любая сдвоенная Любое 0 мс 0 мс HSR (IEC 62439-3) Кольца 512 0 мс 0 мс Рис. 5. Схема дублированного соединения HSR-колец A B QuadBox A QuadBox B Кольцо 2 Кольцо 1 Cледующее кольцо A-кадр B-кадр Конечное устройство Конечное устройство Конечное устройство Конечное устройство Конечное устройство Конечное устройство Конечное устройство Конечное устройство Конечное устройство © СТА-ПРЕСС