Redundantní technologie kruhování v průmyslovém Ethernetu

Existuje mnoho typů redundantních protokolů pro obnovu sítě/konektivity, definovaných standardizačním sdružením IEEE. Nejznámější jsou STP, RSTP a MSTP. Všechny tyto protokoly jsou navrženy pro obnovu síťového provozu v případě přerušení fyzického média či v případě výpadku aktivního prvku (rozpojení kabelu, porucha aktivního prvku).

Bohužel rychlost obnovy provozu je v případě industriální aplikace o mnoho kritičtější, než je tomu u běžných komerčních sítí. Do industriální oblasti můžeme počítat např. i systémy řízení dopravy či monitorování a řízení dopravy v tunelu – tyto aplikace jsou kritické a kladou velké nároky na bezporuchovost a stabilitu přenosu dat.

Díky těmto zvýšeným nárokům, nabízí industriální prvky proto velmi často různá proprietární řešení kruhování pro minimalizaci doby výpadku.

Taiwanský prvovýrobce ORing vyvinul několik vlastních redundantních technologií, zahrnující O-Ring, Open-Ring atd.

Tyto kruhové ORing proprietární technologie nesplňují pouze nároky na různé síťové topologie, ale hlavně významně zvyšují dostupnost sítě.

IEEE standardy kruhování:

• IEEE 802.1d - STP (Spanning Tree Protocol)
• IEEE 802.1w - RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol)
• IEEE 802.1s - MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol)

Další proprietární technologie výrobce ORing:

• Open-Ring (Open Architecture Technology)
• O-Ring (ORing's Proprietary Redundant Ring)
• O-Chain (ORing's Proprietary Redundant Chain Technology)

O-Ring kruhová technologie

O-Ring je proprietární redundantní síťový protokol výrobce ORing. Zajišťuje obnovu provozu v případě výpadku v čase kratším než 10ms (milisekund), a to až do 250 nodů.

Tato technologie je tak vhodná pro industriální aplikace zajišťující kritické instalace proti přerušením, dočasným i větším výpadkům v superrychlém čase.

Open-Ring kruhová technologie

Open-Ring je vylepšená kruhová technologie, díky které jsou aktivní prvky výrobce Oring kompatibilní i s proprietárními protokoly kruhování dalších výrobců. To umožnuje ORing přepínačům vytvořit redundantní kruh s prvky třetích výrobců. Open-Ring protokol tak zajišťuje interoperabilitu a snadné nasazení v jakémkoliv síťovém prostředí s jakýmikoliv nároky na redundanci.

Všechny ORing řiditelné varianty (včetně LITE verzí) tuto funkcionalitu již nabízejí. V brzké budoucnosti pak bude podporován u všech řiditelných variant i pokročilá technologie O-Chain.

O-Chain kruhování (ORing proprietární)

Doplňující kruhový protokol s podporou kruhových technologií třetích výrobců je revoluční technologií umožňující nasazení do jakékoliv páteřní sítě. Nabízí jednoduchou implementaci, zvyšuje rychlost obnovy provozu, nabízí dokonalou flexibilitu a plnou kompatibilitu, přičemž spojuje všechny kruhy v síti do jedné snadno spravovatelné topologie.

O-Chain umožňuje propojení mnoha redundantních kruhů v síti dohromady do jedné velké, mnohem robustnější topologie – bez technologických limitací konkrétních, již v síti nasazených kruhů.

Jedná se o flexibilní samoopravnou Ethernet technologii navrženou pro distribuované a komplexní industriální sítě. Umožnuje nasazení Ethernet přepínačů ORing rychle a jednoduše do jakkoliv komplexního síťového designu a nabízí rychlou obnovu provozu, cenově efektivní neomezené možnosti rozšíření sítě v budoucnu. Kdykoliv jakýkoli segment v řetězu vypoví službu, síť je schopna obnovit provoz v čase menším než 10ms, a to až do 250 zařízení v síti.

O-Chain je jednoduchý na konfiguraci a správu. Je nutné pouze nadefinovat jeden hraniční port na hraničním přepínači. Ostatní přepínače za ním pak musí mít pouze zapnutou O-Chain funkci.

O-Chain je real-time otevřená architektura a může být připojena k hlavnímu kruhu pro instantní rozšíření sítě. Pro porovnání, Open-Ring protokol je také real-time otevřená architektura, ale pro rozšíření hlavního kruhu je nutno změnit strukturu/topologii sítě.

O-Chain může být nasazen doslova do jakékoliv struktury sítě – od jednoho přepínače až po komplexní síťové topologie.

Níže je ukázka několika příkladů O-Chain rozšíření:

1. ORing + O-Chain
2. Ring Coupling + O-Chain
3. Star + O-Chain
4. Daisy-Chain + O-Chain

Media Rendundancy Protocol (MRP)

Kompletně celá produktová řada průmyslových přepínačů ORing pak plně podporuje MRP protokol. Ten je definovaný standardem IEC 62439-2 a jeho základní vlastnosti umožňují Ethernet přepínačům „v kruhu“ překonat jakýkoliv problém (single failure) při deterministické době obnovy, a tím zajistit kontinuální datový provoz – je tak vhodný pro většinu aplikací využívajících industriální Ethernet a významným způsobem zvyšuje dostupnost síťového prostředí.

Dostupnost sítě lze v případě skutečně kritických aplikací dále zvýšit hardwarovým bypass řešením.