Слагаемые успешного построения промышленных сетей Ethernet

ВЕРТИКАЛИ
И ГОРИЗОНТАЛИ ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ
Слагаемые успешного
построения промышленных
сетей Ethernet
“ПТА. ПРОМЫШЛЕННЫЕ СЕТИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2014”
Некрасов Владимир Евгеньевич
Ведущий специалист ОП и ТП
Industrial Ethernet
«Industrial Ethernet»
В России
Ethernet в промышленности
Это повышенные требования к :
•
•
•
•
условиям эксплуатации;
надежности;
жизненному циклу товара;
дополнительной функциональности ;
Типовое кольцо
Полное резервирование системы
Хост-контроллер
резервный
Хост-контроллер
основной
Основная линия
Резервная линия
PLC 1
PLC 1d
PLC 2
PLC 2d
Цех с несколькими шкафам управления
Всего
1 управляемый коммутатор
Шкаф 1
Шкаф 2
Шкаф 3
Шкаф N
Вариант 2
Шкаф 1
Шкаф 2
Шкаф 3
Шкаф N
Гибкость конфигураций
N-to-N Interconnection
Dual
Homing
RM
Rapid Super Ring
Trunk
Ring
RM
Ring 1
Ring 2
Multiple
Ring
Обзорная схема коммуникации по
МЭК 61850
Центр управления
Роутер
Связь с
МЭК 60870-5-104
Подстанционный контроллер
другими ПС*
МЭК61850 Station Bus
Station Bus
Управление/
Инф. Сообщ.
1
IED
GOOSE
IED
Другие
устрой
ства
2
Коммутатор
и
фильтр
Обмен данными
IED
Sampled Values 3
20-500мс
2-10мс
3
Откл.GOOSE
Устройство CBC
сопряжения
1 - 4мс
x
ТТ
ТН
Цифровые измерительные
тр-ры
Данные по МЭК61850-9-2
Устройство
управления
выключателем
Потребность в Ethernet высокой готовности
Нулевое время восстановления после
отказа в сети
Предсказуемое поведение сети
Идеально для критических
приложений
Сетевые узлы снабжаются двумя
интерфейсами, Порт A и Порт B
Отправитель посылает пакеты всегда в
обоих направлениях
Получатель обрабатывает пакет
пришедший первым и выбрасывает
дубликат
Каждый узел имеет одни и те же MAC
и IP адреса на обоих портах
Протокол резервирования занимается
дупликацией пакетов
Полностью прозрачно для приложений
Получатель
Порт A
Порт B
Сеть A
Пакет A
Сеть B
Пакет B
Порт A
Порт B
Отправитель
HSR@PRP
IEC 62439-3
Коммутатор RS950G – PRP/HSR RedBox
• Основан на платформе RuggedSwitch
RS900
• Всего имеется 3 порта Ethernet
– 2 порта PRP/HSR
– 1 порт для подключения существующих
устройств не поддерживающих
PRP/HSR
– Поддержка 10/100/1000TX всеми
портами
– Любой из портов работает как с
оптоволокном так и с витой парой
– Для работы с оптоволокном
используются SFP
• RS950 эталонная реализации FPGA для
RuggedCom RNA
Модуль RuggedCom RNA для интеграции PRP в устройства
других производителей
– Основан на платформе RuggedSwitch RS900
– 3 порта Ethernet
• 100 Мбит/с
• Один порт для подключения существующих
устройств не поддерживающих PRP
• Любой из портов работает как с оптоволокном
так и с витой парой
Механизм- PoE
JetNet PoE коммутатор
PD устройство
Основные преимущества технологии PoE:
1.Экономия трудозатрат на прокладку и монтаж, а также стоимости самого кабеля
сетевого питания;
2.Повышение безопасности- уменьшается число точек подключения сети переменного
тока;
3.Простота перемещения удаленных устройств- повышение мобильности сети и ее
гибкости в плане расширения. в наиболее удобном для обзора месте.
PoE режимы работы
• Гибкое управление питанием
– IEEE 802.3af PoE 15.4W mode
– IEEE 802.3at PoE-Plus LLDP 30.0W mode
– Force Powering for non-standard PD
• Надежность
– Ограничение мощности, защита от
перегрузок
Потребители
RFID Reader
VoIP IP Camera WiFi
0~15.4W Standard/Non-standard
WiMax
30W
Cisco 2960-S_
Cisco Catalyst 2960-S
Switch Model
Description
Uplinks
Available PoE Power
10 Gigabit Uplinks with 10/100/1000 Ethernet Connectivity
Cisco Catalyst 2960S48FPD-L
48 Ethernet 10/100/1000 PoE+ ports
2 Ten Gigabit Ethernet
SFP+ or 2 One Gigabit
Ethernet SFP ports
740W
Cisco Catalyst 2960S48LPD-L
48 Ethernet 10/100/1000 PoE+ ports
2 Ten Gigabit Ethernet
SFP+ or 2 One Gigabit
Ethernet SFP ports
370W
Cisco Catalyst 2960S-24PDL
24 Ethernet 10/100/1000 PoE+ ports
2 Ten Gigabit Ethernet
SFP+ or 2 One Gigabit
Ethernet SFP ports
370W
Cisco 2960-S_лист3
Switch Model
Maximum Number of
PoE+ (IEEE 802.3at) Ports*
Maximum Number of PoE
(IEEE 802.3af) Ports*
Available PoE Power
Cisco Catalyst 2960S-48FPD-L
24 ports up to 30W
48 ports up to 15.4W
740W
Cisco Catalyst 2960S-48LPD-L
12 ports up to 30W
24 ports up to 15.4W
370W
48 ports up to 7.7W
Cisco Catalyst 2960S-24PD-L
12 ports up to 30W
24 ports up to 15.4W
370W
SFP модули - это
•
•
•
•
100Mbps Одномод/Многомод SFP
1000Mbps Одномод/Многомод SFP•
Гибкость - в одном устройстве,
возможно одновременное
использование различных типов SFP
трансиверов.
Масштабируемость - возможность
использования разных типов
трансиверов для разных сред передачи
данных.
Компактность - размеры, изначально
определенны величиной разъема RJ-45.
Заменяемость - возможность замены
SFP трансивера без отключения и
перезагрузки основного оборудования.
Экономичность - стоимость
трансиверов SFP постоянно снижается,
что на сегодняшний день позволяет им
конкурировать с иными решениями
оптического конвертирования.
SFP DDM
• Автономная индикация SFP
– RJ45: 1000M, Link/Active
– SFP: 1000M, Link/Active
• Диагностика SFP потра
– Temperature
– Tx power
– Rx power
– Send Warning
information
SFP LED
RJ-45 LED
Оптический Bypass
Оптический Bypass
Нет питания или отказ коммутатора
Отсутствует трафик
Оптический переключатель
Одномодовое оптическое
волокно
Лазер 1550 nm
Лазер 1310 nm
Приемник
1310nm
WDM
Приемник
1550nm
Оптика канал «А»
Optical
Optical
WDM
WDM
Оптика канал «В»
Выбор
Выбор
канала
канала
Использование SFP-модулей с технологией WDM в коммутаторе и
оптических переключателей для сопряжения с оптическими линия связи
позволяет создать резервирование канала связи
Bypass @ Switch
Bypass – защищает
оптическое кольцо от
пропадания эл.питания
в сегменте сети
Optical switch – позволяет
резервировать
оптические линии связи
Ethernet и радиоканалы
Беспроводная связь
Сравнительная таблица стандартов беспроводной связи
Технология
Стандарт
Название
Пропускная
способность
Радиус
действия
Частоты
Wi-Fi
802.11a
WLAN
до 54 Мбит/с
до 300 метров
5,0 ГГц
Wi-Fi
802.11b
WLAN
до 11 Мбит/с
до 300 метров
2,4 ГГц
Wi-Fi
802.11g
WLAN
до 54 Мбит/с
до 300 метров
2,4 ГГц
Wi-Fi
802.11n
WLAN
до 450 Мбит/с (в
перспективе до 600
Мбит/с)
до 300 метров
2,4 — 2,5 или
5,0 ГГц
WiMax
802.16d
WMAN
до 75 Мбит/с
25-80 км
1,5-11 ГГц
WiMax
802.16e
Mobile WMAN
до 40 Мбит/с
1-5 км
2,3-13,6 ГГц
WiMax 2
802.16m
WMAN, Mobile
WMAN
до 1 Гбит/с (WMAN),
до 100 Мбит/с (Mobile
WMAN)
120-150 км
(стандарт в
разработке)
н\д (стандарт в
разработке)
БШПД и WiMAX
WiFi
Internet
3G/LTE
JetWave 3320
JetWave 3420
Системы Информирования Пассажиров
Интернет-Сервиса На Борту
Развлекательная Система
Транспорт
Транспорт
Wifi CPE Mode
Wifi AP
Bus Depot
VPN tunnel
3G/LTE: High speed communication
VPN client: secure remote control
JetWave 3320
JetWave 3420
Слагаемые успешного построения
• Надежность – при разумном
пределе осуществимости
• Информированность –
возможность получения достоверной
и полной информации
• Действенность – возможность
эффективно управлять своими
действиями
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
Некрасов Владимир Евгеньевич
Ведущий специалист
E-mail: nekrasov@plcsystems.ru
www.plcsystems.ru
Тел.: (495) 925-77-98, (499) 707-18-71
Факс: (495) 490-24-62