Protocoale de redundanta in switchuri industriale

Redundanta comunicatiei este una din principalele caracteristici ale unei retele industriale. Pentru a asigura disponibilitatea informatiei in cadrul sistemelor, echipamentele care furnizeaza sau consuma date trebuie sa fie interconectate folosind switchuri industriale cu management. Acestea suporta mai multe protocoale de redundanta:

 

 

STP / RSTP / MSTP

STP este unul din primele protocoale care detecteaza si previne buclele in retea (gaseste cel mai bun traseu in retea si le blocheaza pe restul) si asigura redundanta comunicatiei. Reconfigurarea retelei, in cazul intreruperii unor legaturi, se realizeaza insa incet (undeva la ordinul zecilor de secunde, >30s).

 

RSTP (Rapid STP) este varianta actualizata, cu care timpul de reconfigurare scade la 3 ~ 10 secunde. In acest caz, mesajele de reconfigurare intre switch-urile din retea nu sunt asteptate, ci fiecare switch cauta in mod activ noile rute. RSTP este compatibil cu protocolul STP.

 

Nici STP si nici RSTP nu diferentiaza retelele virtuale (VLAN) din cadrul unei retele fizice. MSTP (Multiple STP) este protocolul care rezolva aceasta problema, creand mai multi arbori logici de comunicatie, pe care ii asigneaza apoi VLAN-urilor. MSTP nu are o viteza mai buna de convergenta fata de RSTP. MSTP este compatibil cu STP si RSTP.

 

 

MRP / ERPS / Inele proprietare

Un protocol dezvoltat pentru retelele industriale, care este realizat pentru tipologia de tip inel este MRP. In functie de configurarea echipamentelor, timpul de refacere poate varia intre 10 si 500 ms. Un echipament numit Manager trimite pachete de date pe ambele porturi cu care este realizat inelul, iar celelalte switch-uri (Clients) detecteaza si anunta schimbarile aparute in cadrul porturilor proprii si ale vecinilor directi.

Inelele realizate cu protocolul ERPS pot fi conectate in mai multe niveluri, asigurand un timp de convergenta de ordinul zecilor de milisecunde.

 

Tehnologiile proprietare pentru realizarea retelelor industriale de tip inel ofera cel mai bun timp de refacere a conexiunii (sub 30ms), insa functioneaza doar cu switch-uri de la un singur producator.

MRP, ERPS si alte tehnologii proprietare de inel nu sunt compatibile intre ele si nici cu alte protocoale.

 

Implementarea protocoalelor in switch-uri industriale

In tabelul de mai jos este prezentata o comparatie a stadiului actual de implementare a tehnologiilor de comunicatie redundanta, intr-un switch industrial de la diversi producatori renumiti. Se poate observa ca procoalele traditionale se regasesc in toate produsele, insa tehnologiile moderne si cele proprietare, se regasesc doar la producatori care au si o divizie puternica de cercetare.

In categoriile Switch-uri cu management si Switch-uri de rack va stam la dispozitie cu produse ORing si Moxa, iar la cerere si cu produse Advantech.

 

 

 

Mai multe informatii, despre protocoale de redundanta cu zero pierderi (PRP si HSR), gasiti in articolul:

"Protocoalele de redundanta PRP si HSR cu zero pierderi".

 

Dr. Ing. Vlad-Cristian Georgescu