2. Mitwirken
3. Normenausschüsse
4. DKE

DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE

Einführungsbeitrag

Dieses Dokument ist anzuwenden für hochverfügbare Automatisierungsnetzwerke auf der Basis der Ethernet-Technologie. In diesem Dokument werden zwei verwandte Redundanzprotokolle festgelegt, die im Falle eines Ausfalls eines Netzwerkelements eine nahtlose Umschaltung ohne Wiederherstellungszeit ermöglichen: - Parallelredundanz-Protokoll (PRP, englisch: Parallel Redundancy Protocol), das ein Verknüpfen von Knoten mit zwei separaten Netzwerken ermöglicht, während ein Verknüpfen von Knoten an nur einem Netzwerk erlaubt wird; und - nahtloser Hochverfügbarkeits-Ring (HSR, englisch: High-availability Seamless Redundancy), das Threading von Knoten mit zwei Ports in einem ringförmigen oder von Knoten mit mehreren Ports in einem vermaschten Netzwerk ermöglicht. Dieses Dokument wendet das Prinzip der nahtlosen Redundanz auf Uhren an, die mit dem Precision Time Protocol (PTP) kompatibel sind. Dieses Dokument legt ein PTP-Branchenprofil (PIP, englisch: PTP Industry profile) fest, das die Leistung bietet, die erforderlich ist, um eine Zeitgenauigkeit von unter einer Mikrosekunde zu erzielen. Dieses Profil kann auf jedes industrielle Kommunikationsnetzwerk, das auf einem Ethernet basiert, angewendet werden. Zwei Varianten von PIP werden spezifiziert: - L3E2E (Layer 3, End-to-End) für Uhren, die auf Layer-3-Netzwerken mit End-to-End-Pfadverzögerungsmessung wie CP 2/2 aus IEC 61784-1 und IEC 61784-2 laufen; und - L2P2P (Layer 2, Peer-to-Peer) für Uhren, die auf Layer 2 mit Peer-to-Peer-Verbindungsverzögerungsmessung (P2P) laufen. Dieses Dokument ist anzuwenden für hochverfügbare Automatisierungsnetzwerke, welche ausschließlich auf der Basis der (Ethernet-)Technologie nach ISO/IEC/IEEE 8802-3 (IEEE Std 802.3) basieren. Gegenüber DIN EN IEC 62439-3:2018-10 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Verweisungen auf das Precision Time Protocol (PTP) IEC 61588:2021 ersetzen die Verweisungen auf IEC 61588:2009, es sei denn, die vorherige Version wird ausdrücklich bevorzugt (Abschnitt 2); b) Verweisungen auf IEC 61850-90-4:2020 ersetzen Verweisungen auf IEC 61850-90-4:2013 mit entsprechenden Änderungen in den logischen Knoten (Abschnitt 2); c) Begriffe und Abkürzungen sind an die nächste Ausgabe der IEC/IEEE 61850-9-3 angepasst (derzeit in Vorbereitung) (Abschnitt 3); d) RSTP-Unterstützung in HSR ist festgelegt (5.2.2.10); e) Spezifikationen für RedBoxes und QuadBoxes sind auf TCs erweitert (5.5); f) Das Netzwerkmanagement (MIB) für PRP und HSR ist verfügbar als „Code-Element“, das heißt maschinenlesbares separates Dokument (Abschnitt 7); g) PTP über PRP legt einen einheitlichen Betrieb von DATC- und SLTC-RedBoxes fest (A.2.6.4); h) PTP über HSR legt den Betrieb von RedBoxes für TCs fest (A.4.3); i) PTP-Datensätze sind an IEC 61588:2021 angepasst (Abschnitt A.6); j) Das PTP-Branchenprofil wird erweitert: - Ergänzung von Sync-Meldungen zur Unterstützung von Medienkonvertern (C.5.4); - ClockClass-Definition angeglichen an IEC 61588:2021 Option a) (C.7.4.3); - TC-Betrieb über verschiedene Domains (C.7.5.3); - Verhalten von BCs bei Holdover und Wiederherstellung (C.7.6.2); - PICS-Einträge umbenannt und erweitert (C.13.2); - Flags-Semantik in TimePropertyDS aktualisiert (C.14.1); - Handhabung von UTC-Ereignissen während einer festgelegten Schaltsekunde (C.14.2); - UTC-Schaltsekunden-Zeitdarstellung angepasst an IEEE C37.118.2 (C.14.2.2); - Sommerzeit- und Schaltsekunden-Ereignisse empfohlen im ALTERNATE TIME OFFSET INDICATOR TLV (C.14.3.2); k) Tutorial erweitert, um das Problem mit dem Medienkonverter zu erläutern (D.8.3); l) PTP-Netzwerkmanagement MIB (Anhang E) ist als „Code-Element“, das heißt als maschinenlesbares separates Dokument verfügbar und berücksichtigt IEC 61588:2021-Objekte; m) Konformitätsprüfung für PRP, HSR und die zweifach angeschlossene PTP-Uhr (Anhang F) wurde hinzugefügt. n) Fragen der Interoperabilität mit früheren Ausgaben dieser Internationalen Norm werden in einer Anmerkung am Ende des entsprechenden Abschnitts angesprochen. Die Normenreihe IEC 62439 legt maßgebliche Prinzipien für hochverfügbare Netzwerke fest, die den Anforderungen an industrielle Automatisierungsnetze entsprechen. Im fehlerfreien Zustand des Netzwerks stellen die Protokolle der Normenreihe IEC 62439 eine mit ISO/IEC/IEEE 8802-3 (IEEE Std 802.3™) kompatible, zuverlässige Datenübertragung bereit und erhalten die Zufallsunabhängigkeit der Echtzeitdatenübertragung aufrecht. Für den Fall eines Fehlzustands und für das Entfernen und Hinzufügen von Komponenten stellen sie deterministische Wiederherstellungszeiten bereit.

Änderungsvermerk

Gegenüber DIN EN IEC 62439-3:2018-10 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Verweisungen auf das Precision Time Protocol (PTP) IEC 61588:2021 ersetzen die Verweisungen auf IEC 61588:2009, es sei denn, die vorige Version wird ausdrücklich bevorzugt (Abschnitt 2); b) Verweisungen auf IEC 61850-90-4:2020 ersetzen Verweisungen auf IEC 61850-90-4:2013 mit entsprechenden Änderungen in den logischen Knoten (Abschnitt 2); c) Begriffe und Abkürzungen sind an die nächste Ausgabe der IEC/IEEE 61850-9-3 angepasst (derzeit in Vorbereitung) (Abschnitt 3); d) RSTP-Unterstützung in HSR ist festgelegt (5.2.2.10); e) Spezifikationen für RedBoxes und QuadBoxes sind auf TCs erweitert (5.5); f) Das Netzwerkmanagement (MIB) für PRP und HSR ist verfügbar als „Code-Element“, d. h. maschinenlesbares separates Dokument (Abschnitt 7); g) PTP über PRP legt einen einheitlichen Betrieb von DATC- und SLTC-RedBoxes fest (A.2.6.4); h) PTP über HSR legt den Betrieb von RedBoxes für TCs fest (A.4.3); i) PTP-Datensätze sind an IEC 61588:2021 angepasst (Abschnitt A.6); j) Das PTP-Branchenprofil wird erweitert: – Ergänzung von Sync-Meldungen zur Unterstützung von Medienkonvertern (C.5.4); – ClockClass-Definition angeglichen an IEC 61588:2021 Option a) (C.7.4.3); – TC-Betrieb über verschiedene Domains (C.7.5.3); – Verhalten von BCs bei Holdover und Wiederherstellung (C.7.6.2); – PICS-Einträge umbenannt und erweitert (C.13.2); – Flags-Semantik in TimePropertyDS aktualisiert (C.14.1); – Handhabung von UTC-Ereignissen während einer festgelegten Schaltsekunde (C.14.2); – UTC-Schaltsekunden-Zeitdarstellung angepasst an IEEE C37.118.2 (C.14.2.2); – Sommerzeit- und Schaltsekunden-Ereignisse empfohlen im ALTERNATE TIME OFFSET INDICATOR TLV (C.14.3.2); k) Tutorial erweitert, um das Problem mit dem Medienkonverter zu erläutern (D.8.3); l) PTP-Netzwerkmanagement MIB (Anhang E) ist als „Code-Element“, d. h. als maschinenlesbares separates Dokument verfügbar und berücksichtigt IEC 61588:2021-Objekte; m) Konformitätsprüfung für PRP, HSR und die zweifach angeschlossene PTP-Uhr (Anhang F) wurde hinzugefügt. n) Fragen der Interoperabilität mit früheren Ausgaben dieser Internationalen Norm werden in einer Anmerkung am Ende des entsprechenden Abschnitts angesprochen.

Dokument: zitiert andere Dokumente

Zuständiges nationales Arbeitsgremium

DKE/K 956 - Industrielle Kommunikation