High availability automation networks

HSR/PRP

技

術

HSR與PRP是專注于解決高可靠性自動化網絡傳輸的技術，其所屬的國際標準為IEC 62439。最初，IEC發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，但協議設計時的通用性，使得這兩項協議能不僅僅適用于變電站的應用場景下，而是成為一項工業網絡中的通用解決方案。

該標準在2016年經過第三次修訂后，終于在2021年完成了第四次修訂。其變更的內容簡要概述如下：

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

RedBoxes和QuadBoxes規范擴展到TC

PTP over PRP指定了DATC和SLTC RedBoxes的統一操作

擴展PTP的行業概況

同步消息填充以支持媒體轉換器

增加HSR中的RSTP支持

關于最新版本的更多信息，可以到協議官網查看。

隨著該標準最新第四版的發布，我們對HSR/PRP交換機IP核和網管冗余交換機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標簽并轉發環流量，但不包括節點自身發送的幀、重復幀和節點是唯一目的地的幀。這是DANH的預期操作模式。

關于模式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核支持根據模式R將RSTPLAN連接到HSR設備。這種機制讓RedBoxes交換它們從RSTP網橋接收的BPDU，以允許網橋通過HSR檢測其拓撲環。

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，是用于能源市場設備的靈活解決方案，可連接到HSR環、PRP局域網或IEC61850中用作網橋。

非冗余網絡VS 零切換可靠網絡的3端口參考

虹科網管冗余交換機（MR S）IP核是HSR/PRP交換機（HP S）和網管以太網交換機（ME S）IP核的組合，可提供冗余以太網交換機功能。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傳輸。它實現了存儲轉發交換方法，以便在轉發每個幀之前滿足有關幀完整性檢查的以太網標準策略。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。

虹科網管冗余交換機IP核框圖

虹科在傳統現場總線及工業以太網領域深耕多年，并積極關注行業發展前沿，推出一系列支持實時流量、冗余、高數據吞吐量和復雜的網絡安全機制的TSN、HSR、PRP等新一代以太網技術，積極推動工業、能源、汽車等領域的以太網融合并已應用于鐵路、工業4.0智慧工廠、航空航天等產品和項目中。