自IEC 62439标准首次发布以来,它已经经历了多次修订。2021年,该标准完成了第四次修订,引入了一系列更新和改进。以下是变更内容的简要概述:
- 对精确时间协议(PTP)IEC 61588:2021的引用取代了旧版的IEC 61588:2009。 - RedBoxes和QuadBoxes规范得到扩展,现在包括TC(传输收敛)。 - 在PRP上实现PTP时,指定了DATC和SLTC RedBoxes的统一操作。 - 扩展了PTP的行业应用概况。 - 同步消息填充得以改进,以支持媒体转换器。 - HSR中增加了对RSTP(快速生成树协议)的支持。
对于最新版本的详细信息,用户可以直接访问协议官网进行了解。
随着IEC 62439第四版的发布,相关的HSR/PRP交换机IP核和网管冗余交换机IP核也进行了升级,支持更多新功能,包括HSR中的RSTP支持等。这些IP核不仅适用于能源市场设备,而且在FPGA上实现时具有低成本优势,为用户提供了灵活的解决方案。
虹科HSR/PRP交换机IP核能够在不同的模式下运行,包括模式H、M、N、R、T、U和X。模式H是默认模式,它负责为设备插入HSR标签并转发环流量,但不包括设备自身发送的帧。而模式R则是一个可选模式,允许RedBoxes接收和封装BPDU(桥协议数据单元),在连接到RSTP网桥时进行解封装,从而实现HSR设备与RSTP网络的互连。
在工业网络领域,虹科还推出了网管冗余交换机(MR S)IP核,它是HSR/PRP交换机(HP S)和网管以太网交换机(ME S)IP核的结合体,提供了冗余以太网交换机的功能。ME S模块采用存储转发交换方法,而HP S模块则引入了HSR和PRP的冗余功能,使得MRS能够在所有端口间提供连续传输,同时确保性能和标准的兼容性。
虹科公司在传统的现场总线及工业以太网领域有着深厚的积累,并且紧跟行业发展前沿,推出了一系列支持实时流量、冗余、高数据吞吐量和复杂网络安全机制的新一代以太网技术,如TSN、HSR、PRP等。这些技术的推广和应用,为铁路、工业4.0智慧工厂、航空航天等领域的以太网融合提供了强有力的支持。
High availability automation networks
HSR/PRP
技
术
HSR与PRP是专注于解决高可靠性自动化网络传输的技术,其所属的国际标准为IEC 62439。最初,IEC发布此项标准主要目的是为了满足IEC 61850-5中所提到的变电站自动化应用中各通信组件或服务故障所要求的恢复时间问题,但协议设计时的通用性,使得这两项协议能不仅仅适用于变电站的应用场景下,而是成为一项工业网络中的通用解决方案。
该标准在2016年经过第三次修订后,终于在2021年完成了第四次修订。其变更的内容简要概述如下:
对精确时间协议(PTP) IEC 61588:2021的引用取代了对IEC 61588:2009的引用
RedBoxes和QuadBoxes规范扩展到TC
PTP over PRP指定了DATC和SLTC RedBoxes的统一操作
扩展PTP的行业概况
同步消息填充以支持媒体转换器
增加HSR中的RSTP支持
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随着该标准最新第四版的发布,我们对HSR/PRP交换机IP核和网管冗余交换机IP核进行升级并支持更多新功能,其中包括HSR(模式R)中的RSTP支持等。
虹科HSR/RPR交换机IPcore
如第四版所述,DANH应可在以下模式中运行,这些模式应在运行时使用管理命令进行更改:模式H、M、N、R、T、U 和 X。关于模式H,这是一个强制性的默认模式。在此模式下,DANH应代表其主机插入HSR标签并转发环流量,但不包括节点自身发送的帧、重复帧和节点是唯一目的地的帧。这是DANH的预期操作模式。
关于模式R,这是RedBoxes的可选模式。在这种模式下,Redbox能够接收BPDU,在连接到RSTP网桥时对其进行封装和解封装。从这个意义上说,虹科HSR/PRP IP核支持根据模式R将RSTPLAN连接到HSR设备。这种机制让RedBoxes交换它们从RSTP网桥接收的BPDU,以允许网桥通过HSR检测其拓扑环。
虹科HSR/PRP交换机IP核是一个完整的硬件解决方案,可以在低成本FPGA上实现,是用于能源市场设备的灵活解决方案,可连接到HSR环、PRP局域网或IEC61850中用作网桥。
非冗余网络VS 零切换可靠网络的3端口参考
虹科网管冗余交换机(MR S)IP核是HSR/PRP交换机(HP S)和网管以太网交换机(ME S)IP核的组合,可提供冗余以太网交换机功能。MES模块是一个非阻塞交叉矩阵,允许在所有端口之间进行连续传输。它实现了存储转发交换方法,以便在转发每个帧之前满足有关帧完整性检查的以太网标准策略。另一方面,HPS模块在所需的端口中引入了HSR和PRP冗余功能。HSR切换方法是Cut-Through。因此,由MES和HPS组合而成的MRS可提供最大的性能和与标准的最大兼容性。
虹科网管冗余交换机IP核框图
虹科在传统现场总线及工业以太网领域深耕多年,并积极关注行业发展前沿,推出一系列支持实时流量、冗余、高数据吞吐量和复杂的网络安全机制的TSN、HSR、PRP等新一代以太网技术,积极推动工业、能源、汽车等领域的以太网融合并已应用于铁路、工业4.0智慧工厂、航空航天等产品和项目中。