Ինչպե՞ս կառավարել հոսքերը թվային ենթակայանի LAN-ում:

Թվային ենթակայանը էներգետիկայի ոլորտում միտում է. Եթե ​​դուք մոտ եք թեմային, ապա հավանաբար լսել եք, որ մեծ քանակությամբ տվյալներ են փոխանցվում բազմակաստ հոսքերի տեսքով։ Բայց դուք գիտե՞ք, թե ինչպես կառավարել այս բազմահաղորդակցական հոսքերը: Հոսքի կառավարման ի՞նչ գործիքներ են օգտագործվում: Ի՞նչ է խորհուրդ տալիս կարգավորող փաստաթղթերը:

Յուրաքանչյուր ոք, ով շահագրգռված է հասկանալ այս թեման, ողջունելի է կատու:

Ինչպե՞ս են տվյալները փոխանցվում ցանցով և ինչու՞ կառավարել բազմակի հեռարձակման հոսքերը:

Նախքան անմիջապես Թվային ենթակայան տեղափոխվելը և LAN-ի կառուցման նրբությունները, ես առաջարկում եմ համառոտ կրթական ծրագիր տվյալների փոխանցման և տվյալների փոխանցման արձանագրությունների տեսակների վերաբերյալ՝ multicast հոսքերի հետ աշխատելու համար: Կրթական ծրագիրը թաքցրել ենք սփոյլերի տակ.

Տվյալների փոխանցման տեսակները
Տրաֆիկի տեսակները LAN-ում

Տվյալների փոխանցման չորս տեսակ կա.

• Հեռարձակում – հեռարձակում:
• Unicast – հաղորդագրությունների փոխանակում երկու սարքերի միջև:
• Multicast – հաղորդագրություններ ուղարկելով սարքերի որոշակի խմբի:
• Unknown Unicast – հեռարձակում մեկ սարք գտնելու նպատակով:

Որպեսզի չշփոթենք քարտերը, եկեք հակիրճ խոսենք տվյալների փոխանցման մյուս երեք տեսակների մասին, նախքան բազմակի հեռարձակմանը անցնելը:

Նախ հիշենք, որ LAN-ի շրջանակներում սարքերի միջև հասցեավորումը կատարվում է MAC հասցեների հիման վրա։ Փոխանցված ցանկացած հաղորդագրություն ունի SRC MAC և DST MAC դաշտեր:

SRC MAC – աղբյուր MAC – ուղարկողի MAC հասցե:

DST MAC – նպատակակետ MAC – ստացողի MAC հասցե:

Անջատիչը հաղորդագրություններ է փոխանցում այս դաշտերի հիման վրա: Այն փնտրում է DST MAC-ը, գտնում է այն իր MAC հասցեների աղյուսակում և հաղորդագրություն է ուղարկում աղյուսակում նշված պորտին: Նա նաև դիտում է ՊԵԿ ՄԱԿ-ը։ Եթե ​​աղյուսակում նման MAC հասցե չկա, ապա ավելացվում է նոր «MAC հասցե – պորտ» զույգ:

Այժմ եկեք ավելի մանրամասն խոսենք տվյալների փոխանցման տեսակների մասին:

Unicast- ը

Unicast-ը երկու սարքերի միջև հաղորդագրությունների հասցեի փոխանցումն է: Ըստ էության, սա կետ առ կետ տվյալների փոխանցում է: Այլ կերպ ասած, երկու սարքեր միշտ օգտագործում են Unicast միմյանց հետ շփվելու համար:

Unicast երթևեկության փոխանցում

Տարածել

Հեռարձակումը հեռարձակման հաղորդագրություն է: Նրանք. հեռարձակում, երբ մի սարքը հաղորդագրություն է ուղարկում ցանցի մյուս բոլոր սարքերին:

Հեռարձակման հաղորդագրություն ուղարկելու համար ուղարկողը նշում է DST MAC հասցեն FF:FF:FF:FF:FF:FF:

Հեռարձակվող տրաֆիկի փոխանցում

Անհայտ Unicast

Անհայտ Unicast-ը, առաջին հայացքից, շատ նման է Broadcast-ին: Բայց նրանց միջև տարբերություն կա՝ հաղորդագրությունն ուղարկվում է ցանցի բոլոր մասնակիցներին, բայց նախատեսված է միայն մեկ սարքի համար։ Դա նման է առևտրի կենտրոնում հաղորդագրության, որում խնդրում են նորից կայանել մեքենան: Բոլորը կլսեն այս հաղորդագրությունը, բայց միայն մեկը կարձագանքի։

Երբ կոմուտատորը ստանում է շրջանակ և չի կարողանում գտնել դրա նպատակակետ MAC-ը MAC հասցեների աղյուսակում, այն պարզապես հեռարձակում է այս հաղորդագրությունը բոլոր նավահանգիստներին, բացառությամբ այն նավահանգստի, որտեղից այն ստացել է: Միայն մեկ սարքը կպատասխանի նման նամակագրությանը:

Անհայտ Unicast տրաֆիկի փոխանցում

Multicast

Multicast-ը հաղորդագրություն ուղարկելն է սարքերի խմբին, որոնք «ցանկանում են» ստանալ այս տվյալները: Այն շատ նման է վեբինարին: Այն հեռարձակվում է ողջ համացանցով, սակայն դրան միանում են միայն այն մարդիկ, ովքեր հետաքրքրված են այս թեմայով։

Տվյալների փոխանցման այս մոդելը կոչվում է «Հրատարակիչ - բաժանորդ»: Կա մեկ Հրատարակիչ, ով ուղարկում է տվյալներ, և Բաժանորդները, ովքեր ցանկանում են ստանալ այս տվյալները, բաժանորդագրվում են դրան:

Multicast հեռարձակմամբ հաղորդագրությունն ուղարկվում է իրական սարքից: Աղբյուրի MAC-ը կադրում ուղարկողի MAC-ն է: Բայց Destination MAC-ը վիրտուալ հասցե է:

Սարքը պետք է միանա խմբին՝ դրանից տվյալներ ստանալու համար: Անջատիչը վերահղում է տեղեկատվության հոսքերը սարքերի միջև. այն հիշում է, թե որ պորտերից են փոխանցվում տվյալները և գիտի, թե որ նավահանգիստներին պետք է ուղարկվեն այդ տվյալները:

Multicast տրաֆիկի փոխանցում

Կարևոր կետն այն է, որ IP հասցեները հաճախ օգտագործվում են որպես վիրտուալ խմբեր, բայց քանի որ... Քանի որ այս հոդվածը էներգետիկայի մասին է, մենք կխոսենք MAC հասցեների մասին: IEC 61850 արձանագրությունների ընտանիքում, որոնք օգտագործվում են թվային ենթակայանի համար, խմբերի բաժանումը հիմնված է MAC հասցեների վրա:

Համառոտ կրթական ծրագիր MAC հասցեի մասին

MAC հասցեն 48-բիթանոց արժեք է, որը եզակիորեն նույնականացնում է սարքը: Այն բաժանված է 6 ութնյակի։ Առաջին երեք օկտետները պարունակում են արտադրողի տեղեկատվություն: 4, 5 և 6 օկտետները նշանակված են արտադրողի կողմից և հանդիսանում են սարքի համարը:

MAC հասցեի կառուցվածքը

Առաջին օկտետում ութերորդ բիթը որոշում է, թե արդյոք հաղորդագրությունը միաձուլ է, թե բազմահեռարձակ: Եթե ​​ութերորդ բիթը 0 է, ապա այս MAC հասցեն իրական ֆիզիկական սարքի հասցեն է:

Եվ եթե ութերորդ բիթը 1 է, ապա այս MAC հասցեն վիրտուալ է: Այսինքն՝ այս MAC հասցեն չի պատկանում իրական ֆիզիկական սարքին, այլ վիրտուալ խմբին։

Վիրտուալ թիմը կարելի է համեմատել հեռարձակման աշտարակի հետ: Ռադիոընկերությունը որոշակի երաժշտություն է հեռարձակում այս աշտարակին, և նրանք, ովքեր ցանկանում են լսել այն, լարում են իրենց ընդունիչները ցանկալի հաճախականությամբ:

Նաև, օրինակ, IP տեսախցիկը տվյալներ է ուղարկում վիրտուալ խմբին, և այն սարքերը, որոնք ցանկանում են ստանալ այս տվյալները, միանում են այս խմբին:

MAC հասցեի առաջին օկտետի ութերորդ բիթը

Եթե ​​մուլտիհեռարձակման աջակցությունը միացված չէ անջատիչի վրա, ապա այն կընկալի բազմահեռարձակման հոսքը որպես հեռարձակում: Համապատասխանաբար, եթե այդպիսի հոսքերը շատ լինեն, մենք շատ արագ կխցանենք ցանցը «անպետք» տրաֆիկով։

Ո՞րն է multicast-ի էությունը:

Multicast-ի հիմնական գաղափարն այն է, որ սարքից ուղարկվում է տրաֆիկի միայն մեկ օրինակ: Անջատիչը որոշում է, թե որ պորտերի վրա են բաժանորդները և ուղարկողից փոխանցում է նրանց տվյալները: Այսպիսով, multicast-ը թույլ է տալիս զգալիորեն նվազեցնել ցանցի միջոցով փոխանցվող տվյալները:

Ինչպե՞ս է սա աշխատում իրական LAN-ում:

Պարզ է, որ բավական չէ պարզապես տրաֆիկի մեկ օրինակ ուղարկել ինչ-որ MAC հասցե, որի առաջին օկտետի ութերորդ բիթը 1 է: Բաժանորդները պետք է կարողանան միանալ այս խմբին: Եվ անջատիչները պետք է հասկանան, թե որ նավահանգիստներից են ստացվում տվյալները և որ նավահանգիստները պետք է փոխանցվեն: Միայն դրանից հետո Multicast-ը հնարավորություն կտա օպտիմալացնել ցանցերը և կառավարել հոսքերը:

Այս ֆունկցիոնալությունն իրականացնելու համար կան բազմակի հեռարձակման արձանագրություններ: Առավել տարածված:

• IGMP.
• PIM.

Այս հոդվածում մենք շոշափելիորեն կխոսենք այս արձանագրությունների ընդհանուր գործառնական սկզբունքի մասին:

IGMP

IGMP-ով միացված անջատիչը հիշում է, թե որ պորտին է ժամանում բազմահաղորդման հոսքը: Խմբին միանալու համար բաժանորդները պետք է ուղարկեն IMGP Join հաղորդագրություն: Անջատիչը ավելացնում է այն նավահանգիստը, որտեղից IGMP Join-ը եկել է ներքևի ինտերֆեյսների ցանկին և սկսում է այնտեղ փոխանցել բազմակի հոսքը: Անջատիչը շարունակաբար ուղարկում է IGMP Query հաղորդագրություններ ներքևի նավահանգիստներին՝ ստուգելու, թե արդյոք այն պետք է շարունակի տվյալների փոխանցումը: Եթե ​​IGMP Թողնել հաղորդագրությունը ստացվել է նավահանգստից կամ չի եղել պատասխան IGMP Query հաղորդագրությանը, ապա դրա հեռարձակումը դադարեցվում է:

PIM- ը

PIM արձանագրությունն ունի երկու իրականացում.

• PIM DM.
• PIM SM.

PIM DM արձանագրությունը գործում է IGMP-ի հակառակ ուղղությամբ: Անջատիչը սկզբնապես ուղարկում է բազմակի հեռարձակման հոսքը որպես հեռարձակում բոլոր նավահանգիստներին, բացառությամբ այն նավահանգիստների, որտեղից այն ստացվել է: Այնուհետև այն անջատում է հոսքը այն նավահանգիստների վրա, որտեղից հաղորդագրություններ են ստացվել, որ դա անհրաժեշտ չէ:

PIM SM-ն աշխատում է IGMP-ին մոտ:

Շատ կոպիտ կերպով ամփոփելու համար Multicast-ի գործողության ընդհանուր սկզբունքը. Հրատարակիչը ուղարկում է մուլտիհեռարձակման հոսք կոնկրետ MAC խմբին, բաժանորդները հարցումներ են ուղարկում այս խմբին միանալու համար, անջատիչները կառավարում են այս հոսքերը:

Ինչու՞ մենք այդքան մակերեսորեն անցանք մուլտիհեռարձակմանը: Սա հասկանալու համար խոսենք թվային ենթակայանների LAN-ի առանձնահատկությունների մասին:

Ի՞նչ է թվային ենթակայանը և ինչո՞ւ է այնտեղ անհրաժեշտ բազմահեռարձակում:

Նախքան թվային ենթակայանի LAN-ի մասին խոսելը, դուք պետք է հասկանաք, թե ինչ է թվային ենթակայանը: Ապա պատասխանեք հարցերին.

• Ո՞վ է ներգրավված տվյալների փոխանցման մեջ:
• Ի՞նչ տվյալներ են փոխանցվում LAN-ին:
• Ո՞րն է LAN-ի բնորոշ ճարտարապետությունը:

Եվ դրանից հետո քննարկեք բազմաբնույթ...

Ի՞նչ է թվային ենթակայանը:

Digital Substation-ը ենթակայան է, որտեղ բոլոր համակարգերն ունեն ավտոմատացման շատ բարձր մակարդակ: Նման ենթակայանի բոլոր երկրորդական և առաջնային սարքավորումները կենտրոնացած են թվային տվյալների փոխանցման վրա: Տվյալների փոխանակումը կառուցված է IEC 61850 ստանդարտում նկարագրված փոխանցման արձանագրությունների համաձայն:

Համապատասխանաբար, բոլոր տվյալները թվային կերպով փոխանցվում են այստեղ.

• Չափումներ.
• Ախտորոշիչ տեղեկատվություն.
• Կառավարման հրամաններ.

Այս միտումը մեծ զարգացում է ստացել Ռուսաստանի էներգետիկ ոլորտում և այժմ իրականացվում է ամենուր։ 2019 և 2020 թվականներին հայտնվեցին բազմաթիվ կարգավորող փաստաթղթեր, որոնք կարգավորում էին Թվային ենթակայանի ստեղծումը զարգացման բոլոր փուլերում։ Օրինակ, STO 34.01-21-004-2019 PJSC «Rosseti» սահմանում է կենտրոնական սպասարկման կայանի հետևյալ սահմանումը և չափանիշները.

Սահմանում:

Թվային ենթակայանը ավտոմատացված ենթակայան է, որը հագեցած է թվային տեղեկատվության և կառավարման համակարգերով, որոնք փոխազդում են մեկ ժամանակային ռեժիմով և գործում են առանց մշտական ​​հերթապահ անձնակազմի ներկայության:

Չափանիշներ:

• նորմալ շահագործման համար անհրաժեշտ սարքավորումների և համակարգերի պարամետրերի և գործառնական ռեժիմների հեռավոր դիտելիություն՝ առանց հերթապահության և սպասարկման օպերացիոն անձնակազմի մշտական ​​ներկայության.
• սարքավորումների և համակարգերի հեռակառավարման ապահովում՝ գործող ենթակայանի համար՝ առանց հերթապահության և սպասարկման օպերացիոն անձնակազմի մշտական ​​ներկայության.
• սարքավորումների և համակարգերի կառավարման ավտոմատացման բարձր մակարդակ, օգտագործելով խելացի կառավարման համակարգեր սարքավորումների և համակարգերի շահագործման ռեժիմների համար.
• բոլոր տեխնոլոգիական գործընթացների հեռակառավարումը մեկ ժամանակային ռեժիմով.
• թվային տվյալների փոխանակում բոլոր տեխնոլոգիական համակարգերի միջև մեկ ձևաչափով.
• ինտեգրում էլեկտրական ցանցին և ձեռնարկությունների կառավարման համակարգին, ինչպես նաև համապատասխան ենթակառուցվածքային կազմակերպությունների հետ թվային փոխգործակցության ապահովում (հարակից օբյեկտների հետ);
• ֆունկցիոնալ և տեղեկատվական անվտանգություն տեխնոլոգիական գործընթացների թվայնացման ժամանակ.
• Հիմնական տեխնոլոգիական սարքավորումների և համակարգերի վիճակի շարունակական մոնիտորինգ առցանց՝ անհրաժեշտ քանակությամբ թվային տվյալների, վերահսկվող պարամետրերի և ազդանշանների փոխանցմամբ։

Ո՞վ է ներգրավված տվյալների փոխանցման մեջ:

Թվային ենթակայանը ներառում է հետևյալ համակարգերը.

• Ռելեային պաշտպանության համակարգեր. Ռելեային պաշտպանությունը գործնականում թվային ենթակայանի «սիրտն» է: Ռելեային պաշտպանության տերմինալները վերցնում են հոսանքի և լարման արժեքները չափման համակարգերից: Այս տվյալների հիման վրա տերմինալները մշակում են ներքին պաշտպանության տրամաբանությունը։ Տերմինալները միմյանց հետ շփվում են ակտիվացված պաշտպանությունների, անջատիչ սարքերի դիրքերի և այլնի մասին տեղեկատվություն փոխանցելու համար: Տերմինալները նաև տեղեկատվություն են ուղարկում ICS սերվերին տեղի ունեցած իրադարձությունների մասին: Ընդհանուր առմամբ, կարելի է առանձնացնել հաղորդակցության մի քանի տեսակներ.
  ▸Հորիզոնական կապ - տերմինալների միջև հաղորդակցություն.
  ▸Ուղղահայաց միացում – հաղորդակցություն գործընթացների կառավարման ավտոմատացված համակարգի սերվերի հետ:
  ▸Չափումներ - հաղորդակցություն չափիչ սարքերի հետ.

• Առևտրային էլեկտրաէներգիայի հաշվառման համակարգեր.Պահպանության հաշվառման համակարգերը շփվում են միայն չափիչ սարքերի հետ:

• Դիսպետչերական կառավարման համակարգեր.Մասնակի տվյալները պետք է ուղարկվեն ավտոմատացված գործընթացների կառավարման համակարգի սերվերից և առևտրային հաշվապահական սերվերից կառավարման կենտրոն:

Սա համակարգերի շատ պարզեցված ցանկ է, որոնք տվյալների փոխանակում են կատարում թվային ենթակայանի կազմում: Եթե ​​ցանկանում եք խորանալ այս թեմայի մեջ, գրեք մեկնաբանություններում։
Այս մասին կպատմենք առանձին 😉

Ի՞նչ տվյալներ են փոխանցվում LAN-ին:

Նկարագրված համակարգերը միմյանց հետ համատեղելու և հորիզոնական և ուղղահայաց հաղորդակցությունը, ինչպես նաև չափումների փոխանցումը կազմակերպելու համար կազմակերպվում են ավտոբուսներ։ Առայժմ, եկեք համաձայնենք, որ յուրաքանչյուր ավտոբուս պարզապես առանձին LAN է արդյունաբերական Ethernet անջատիչների վրա:

Էլեկտրաէներգիայի օբյեկտի բլոկ-սխեման՝ համաձայն IEC 61850-ի

Բլոկային դիագրամը ցույց է տալիս անվադողերը.

• Մոնիտորինգ/վերահսկում.
• Ռելեային պաշտպանության ազդանշանների փոխանցում:
• Ակնթարթային լարումների և հոսանքների փոխանցում:

Պաշտպանական ռելե տերմինալները մասնակցում են ինչպես հորիզոնական, այնպես էլ ուղղահայաց հաղորդակցությանը, ինչպես նաև օգտագործում են չափումներ, ուստի դրանք միացված են բոլոր ավտոբուսներին:

«Ռելեային պաշտպանության ազդանշանների փոխանցում» ավտոբուսի միջոցով տերմինալները տեղեկատվություն են փոխանցում միմյանց միջև: Նրանք. այստեղ իրականացվում է հորիզոնական միացում։

Չափումների փոխանցումն իրականացվում է «Լարումների և հոսանքների ակնթարթային արժեքների փոխանցում» ավտոբուսի միջոցով։ Այս ավտոբուսին միացված են չափիչ սարքեր՝ հոսանքի և լարման տրանսֆորմատորներ, ինչպես նաև ռելեային պաշտպանության տերմինալներ։

Նաև ASKUE սերվերը միացված է «Լարումների և հոսանքների ակնթարթային արժեքների փոխանցում» ավտոբուսին, որը նաև չափումներ է կատարում հաշվառման համար:

Իսկ «Monitor/Control» ավտոբուսը ծառայում է ուղղահայաց հաղորդակցության համար։ Նրանք. դրա միջոցով տերմինալները տարբեր իրադարձություններ են ուղարկում ICS սերվերին, իսկ սերվերը նաև տերմինալներին ուղարկում է կառավարման հրամաններ։

Գործընթացների կառավարման ավտոմատացված համակարգի սերվերից տվյալները ուղարկվում են կառավարման կենտրոն:

Ո՞րն է LAN-ի բնորոշ ճարտարապետությունը:

Եկեք վերացական և բավականին պայմանական կառուցվածքային դիագրամից անցնենք ավելի կենցաղային և իրական բաների:

Ստորև բերված դիագրամը ցույց է տալիս թվային ենթակայանի բավականին ստանդարտ LAN ճարտարապետություն:

Թվային ենթակայանների ճարտարապետություն

6 կՎ կամ 35 կՎ ենթակայաններում ցանցն ավելի պարզ կլինի, բայց եթե խոսքը 110 կՎ, 220 կՎ և բարձր լարման ենթակայանների, ինչպես նաև էլեկտրակայանների LAN-ի մասին է, ապա ճարտարապետությունը կհամապատասխանի ցուցադրվածին։

Ճարտարապետությունը բաժանված է երեք մակարդակի.

• Կայան/ենթակայանի մակարդակ:
• Միանալ մակարդակին:
• Գործընթացի մակարդակը.

Կայան/ենթակայանի մակարդակ ներառում է աշխատանքային կայաններ և սերվերներ:

Միանալ մակարդակին ներառում է բոլոր տեխնոլոգիական սարքավորումները։

Գործընթացի մակարդակը ներառում է չափիչ սարքավորումներ.

Գոյություն ունեն նաև երկու ավտոբուս մակարդակների համակցման համար.

• Կայարան/ենթակայանի ավտոբուս.
• Գործընթացի ավտոբուս.

Կայան/ենթակայանի ավտոբուսը համատեղում է «Մոնիտորինգ/Կառավարում» ավտոբուսի և «Ռելլեի պաշտպանության ազդանշանի փոխանցում» ավտոբուսի գործառույթները: Իսկ պրոցեսային ավտոբուսը կատարում է «Ակնթարթային լարման և հոսանքի արժեքների փոխանցում» ավտոբուսի գործառույթները։

Multicast փոխանցման առանձնահատկությունները թվային ենթակայանում

Ի՞նչ տվյալներ են փոխանցվում multicast-ի միջոցով:

Հորիզոնական հաղորդակցությունը և չափումների փոխանցումը Թվային ենթակայանում իրականացվում է Հրատարակիչ-Բաժանորդ ճարտարապետության միջոցով: Նրանք. Ռելեային պաշտպանության տերմինալները օգտագործում են բազմահաղորդակցական հոսքեր միմյանց միջև հաղորդագրություններ փոխանակելու համար, և չափումները փոխանցվում են նաև բազմակի հեռարձակման միջոցով:

Նախքան էներգետիկ ոլորտում թվային ենթակայանը, հորիզոնական հաղորդակցությունն իրականացվում էր տերմինալների միջև կետ առ կետ հաղորդակցության միջոցով: Որպես միջերես օգտագործվել է կա՛մ պղնձե, կա՛մ օպտիկական մալուխ: Տվյալները փոխանցվել են սեփականության արձանագրությունների միջոցով:

Շատ բարձր պահանջներ դրվեցին այս կապի վրա, քանի որ այս ալիքները փոխանցել են պաշտպանության ակտիվացման ազդանշաններ, անջատիչ սարքերի դիրքը և այլն: Տերմինալների գործառնական արգելափակման ալգորիթմը կախված էր այս տեղեկատվությունից:

Եթե ​​տվյալները փոխանցվում են դանդաղ կամ երաշխավորված չեն, մեծ հավանականություն կա, որ տերմինալներից մեկը չի ստանա արդի տեղեկատվություն ընթացիկ իրավիճակի վերաբերյալ և կարող է ազդանշան ուղարկել անջատիչ սարքն անջատելու կամ միացնելու համար, երբ, օրինակ. , դրա վրա որոշակի աշխատանքներ են տարվում։ Կամ անջատիչի խափանումը ժամանակին չի աշխատի, և կարճ միացումը կտարածվի մնացած էլեկտրական շղթայի վրա: Այս ամենը հղի է մեծ ֆինանսական կորուստներով և մարդկային կյանքին սպառնացող վտանգով։

Հետևաբար, տվյալները պետք է փոխանցվեին.

• Հուսալի.
• Երաշխավորված.
• Արագ:

Այժմ կետից կետ հաղորդակցության փոխարեն օգտագործվում է կայարան/ենթակայանի ավտոբուս, այսինքն. LAN. Իսկ տվյալները փոխանցվում են GOOSE արձանագրության միջոցով, որը նկարագրված է IEC 61850 ստանդարտով (ավելի ճիշտ՝ IEC 61850-8-1):

GOOSE-ը նշանակում է General Object Oriented Substation Event, սակայն այս ապակոդավորումն այլևս այնքան էլ տեղին չէ և չի կրում որևէ իմաստային բեռ:

Որպես այս արձանագրության մաս, ռելեային պաշտպանության տերմինալները փոխանակում են GOOSE հաղորդագրությունները միմյանց հետ:

Կետ-կետ հաղորդակցությունից LAN-ի անցումը չփոխեց մոտեցումը: Տվյալները դեռ պետք է փոխանցվեն հուսալի, ապահով և արագ: Հետևաբար, GOOSE հաղորդագրությունները օգտագործում են տվյալների փոխանցման որոշակի անսովոր մեխանիզմ: Նրա մասին ավելի ուշ:

Չափումները, ինչպես արդեն քննարկել ենք, փոխանցվում են նաև բազմաբնույթ հոսքերի միջոցով: DSP տերմինաբանության մեջ այս հոսքերը կոչվում են SV հոսքեր (Sampled Value):

SV հոսքերը հաղորդագրություններ են, որոնք պարունակում են տվյալների որոշակի փաթեթ և անընդհատ փոխանցվում են որոշակի ժամանակահատվածի ընթացքում: Յուրաքանչյուր հաղորդագրություն պարունակում է չափումներ ժամանակի որոշակի կետում: Չափումները կատարվում են որոշակի հաճախականությամբ՝ նմուշառման հաճախականությամբ:

Նմուշառման հաճախականությունը ժամանակի շարունակական ազդանշանի նմուշառման հաճախականությունն է այն նմուշառելիս:

Նմուշառման արագությունը 80 նմուշ վայրկյանում

SV հոսքերի կազմը նկարագրված է IEC61850-9-2 LE-ում:

SV հոսքերը փոխանցվում են գործընթացի ավտոբուսի միջոցով:

Գործընթացների ավտոբուսը հաղորդակցման ցանց է, որն ապահովում է տվյալների փոխանակում չափիչ սարքերի և կապի մակարդակի սարքերի միջև: Տվյալների փոխանակման կանոնները (ակնթարթային հոսանքի և լարման արժեքները) նկարագրված են IEC 61850-9-2 ստանդարտում (ներկայումս օգտագործվում է IEC 61850-9-2 LE պրոֆիլը):

SV հոսքերը, ինչպես GOOSE հաղորդագրությունները, պետք է արագ փոխանցվեն: Եթե ​​չափումները փոխանցվում են դանդաղ, տերմինալները կարող են ժամանակին չստանալ պաշտպանությունը գործարկելու համար անհրաժեշտ հոսանքը կամ լարումը, և կարճ միացումը կտարածվի էլեկտրական ցանցի մեծ մասի վրա և մեծ վնաս կհասցնի:

Ինչու՞ է անհրաժեշտ multicast-ը:

Ինչպես նշվեց վերևում, հորիզոնական հաղորդակցության համար տվյալների փոխանցման պահանջները լուսաբանելու համար GOOSE-ը փոխանցվում է անսովոր կերպով:

Նախ, դրանք փոխանցվում են տվյալների կապի մակարդակով և ունեն իրենց սեփական Ethertype – 0x88b8: Սա ապահովում է տվյալների փոխանցման բարձր արագություն:

Այժմ անհրաժեշտ է փակել երաշխիքի և հուսալիության պահանջները։

Ակնհայտ է, որ համոզվելու համար անհրաժեշտ է հասկանալ, թե արդյոք հաղորդագրությունը առաքվել է, բայց մենք չենք կարող կազմակերպել ստացման հաստատումների ուղարկումը, ինչպես, օրինակ, արվում է TCP-ում։ Սա զգալիորեն կնվազեցնի տվյալների փոխանցման արագությունը:

Հետևաբար, GOOSE փոխանցելու համար օգտագործվում է Հրատարակիչ-Բաժանորդ ճարտարապետություն:

Հրատարակիչ-բաժանորդային ճարտարապետություն

Սարքը GOOSE հաղորդագրություն է ուղարկում ավտոբուսին, և բաժանորդները ստանում են հաղորդագրությունը: Ավելին, հաղորդագրությունն ուղարկվում է T0 հաստատուն ժամանակով: Եթե ​​ինչ-որ իրադարձություն է տեղի ունենում, նոր հաղորդագրություն է ստեղծվում՝ անկախ նրանից՝ նախորդ T0 շրջանն ավարտվել է, թե ոչ: Նոր տվյալների հետ հաջորդ հաղորդագրությունը գեներացվում է շատ կարճ ժամանակահատվածից հետո, այնուհետև մի փոքր ավելի երկար ժամանակ և այլն: Արդյունքում ժամանակը մեծանում է մինչև T0:

GOOSE հաղորդագրությունների փոխանցման սկզբունքը

Բաժանորդը գիտի, թե ումից է ստանում հաղորդագրություններ, և եթե T0 ժամանակից հետո որևէ մեկից հաղորդագրություն չի ստացել, ապա սխալի հաղորդագրություն է առաջացնում:

SV հոսքերը փոխանցվում են նաև տվյալների կապի մակարդակով, ունեն իրենց սեփական Ethertype - 0x88BA և փոխանցվում են ըստ «Հրատարակիչ – բաժանորդ» մոդելի:

Multicast փոխանցման նրբությունները թվային ենթակայանում

Բայց «էներգետիկ» բազմահաղորդումն ունի իր նրբությունները:

Ծանոթագրություն 1. GOOSE-ը և SV-ն ունեն իրենց բազմաֆունկցիոնալ խմբերը սահմանված

«Էներգիայի» բազմակի հեռարձակման համար օգտագործվում են իրենց բաշխման խմբերը:

Հեռահաղորդակցման մեջ 224.0.0.0/4 տիրույթն օգտագործվում է բազմաբաշխման համար (հազվադեպ բացառություններով, կան վերապահված հասցեներ): Սակայն IEC 61850 ստանդարտն ինքնին և IEC 61850 կորպորատիվ պրոֆիլը PJSC FGC-ից սահմանում են իրենց սեփական բազմաբաշխման տիրույթները:

SV հոսքերի համար՝ 01-0C-CD-04-00-00-ից մինչև 01-0C-CD-04-FF-FF:

GOOSE հաղորդագրությունների համար՝ 01-0C-CD-04-00-00-ից մինչև 01-0C-CD-04-FF-FF:

Կետ 2. Տերմինալները չեն օգտագործում բազմակի հեռարձակման արձանագրություններ

Երկրորդ նրբերանգը շատ ավելի կարևոր է. ռելեային պաշտպանության տերմինալները չեն աջակցում IGMP կամ PIM: Հետո ինչպե՞ս են նրանք աշխատում multicast-ի հետ: Նրանք պարզապես սպասում են, որ անհրաժեշտ տեղեկատվությունն ուղարկվի նավահանգիստ։ Նրանք. եթե նրանք գիտեն, որ բաժանորդագրված են կոնկրետ MAC հասցեի, ընդունում են բոլոր մուտքային շրջանակները, բայց մշակում են միայն անհրաժեշտները։ Մնացածը պարզապես դեն են նետվում:

Այլ կերպ ասած, ամբողջ հույսը հենվում է անջատիչների վրա: Բայց ինչպե՞ս կաշխատեն IGMP-ը կամ PIM-ը, եթե տերմինալները Join հաղորդագրություններ չեն ուղարկում: Պատասխանը պարզ է՝ ոչ մի կերպ:

Իսկ SV հոսքերը բավականին ծանր տվյալներ են։ Մեկ հոսքը կշռում է մոտ 5 Մբիթ/վրկ: Իսկ եթե ամեն ինչ մնա այնպես, ինչպես կա, ապա ստացվում է, որ յուրաքանչյուր հոսք կհեռարձակվի։ Այլ կերպ ասած, մենք կքաշենք ընդամենը 20 հոսք մեկ 100 Մբիթ/վրկ LAN-ի վրա: Իսկ SV հոսքերի թիվը մեծ ենթակայանում չափվում է հարյուրներով։

Այդ դեպքում ո՞րն է լուծումը:

Պարզ - օգտագործեք հին ապացուցված VLAN-ներ:

Ավելին, թվային ենթակայան LAN-ում IGMP-ն կարող է դաժան կատակ խաղալ, և հակառակը՝ ոչինչ չի ստացվի։ Ի վերջո, անջատիչները չեն սկսի հոսքեր փոխանցել առանց պահանջի:

Հետևաբար, մենք կարող ենք առանձնացնել գործարկման մի պարզ կանոն. «Ցանցը չի՞ աշխատում: – Անջատեք IGMP-ը:

Նորմատիվ հիմք

Բայց միգուցե դեռևս հնարավո՞ր է ինչ-որ կերպ կազմակերպել LAN թվային ենթակայանի համար՝ հիմնված բազմակի հեռարձակման վրա: Փորձենք այժմ անդրադառնալ LAN-ի կարգավորող փաստաթղթերին: Մասնավորապես, մեջբերեմ հատվածներ հետևյալ ՍՏՕ-ներից.

• STO 34.01-21-004-2019 - ԹՎԱՅԻՆ ԷՆԵՐԳԱՅԻՆ ԿԵՆՏՐՈՆ. 110-220 կՎ լարման ԹՎԱՅԻՆ ԵՆԹԱԿԱՅԱՆՆԵՐԻ ԵՎ 35 կՎ ԼԱՐՄԱՆՈՎ ՀԱՆԳԱԴՐԱՅԻՆ ԹՎԱՅԻՆ ԵՆԹԱԿԱՅԱՆՆԵՐԻ ՏԵԽՆՈԼՈԳԻԱԿԱՆ ՆԱԽԱԳԾՄԱՆ ՊԱՀԱՆՋՆԵՐԸ.
• STO 34.01-6-005-2019 – ԷՆԵՐԳԵՏԻԿ ՕԲՅԵԿՏՆԵՐԻ Անջատիչներ. Ընդհանուր տեխնիկական պահանջներ.
• STO 56947007-29.240.10.302-2020 - UNEG ենթակայանի գործընթացների կառավարման համակարգում տեխնոլոգիական LAN-երի կազմակերպման և կատարման ստանդարտ տեխնիկական պահանջներ:

Եկեք նախ տեսնենք, թե ինչ կարելի է գտնել այս սպասարկման կայաններում multicast-ի մասին: Նշում կա միայն PJSC FGC EES-ի վերջին STO-ում: LAN-ի ընդունման փորձարկումների ժամանակ սպասարկման կայանը ձեզ խնդրում է ստուգել, ​​թե արդյոք VLAN-ները ճիշտ են կազմաձևված և ստուգել, ​​որ անջատիչի նավահանգիստներում չկա բազմակի տրաֆիկ, որը նշված չէ աշխատանքային փաստաթղթերում:

Դե, սպասարկող կայանը նաև սահմանում է, որ սպասարկող անձնակազմը պետք է իմանա, թե ինչ է multicast-ը:

Այս ամենը բազմակի հեռարձակման մասին է...

Այժմ տեսնենք, թե ինչ կարող եք գտնել այս սպասարկման կայաններում VLAN-ների մասին:

Այստեղ բոլոր երեք սպասարկման կայանները համաձայն են, որ անջատիչները պետք է աջակցեն VLAN-ներին, որոնք հիմնված են IEEE 802.1Q-ի վրա:

STO 34.01-21-004-2019-ում ասվում է, որ VLAN-ները պետք է օգտագործվեն հոսքերը վերահսկելու համար, իսկ VLAN-ների օգնությամբ երթևեկությունը պետք է բաժանվի ռելեային պաշտպանության, ավտոմատացված գործընթացների կառավարման համակարգերի, AIIS KUE, տեսահսկման, կապի և այլն:

STO 56947007-29.240.10.302-2020, բացի այդ, պահանջում է նաև նախագծման ընթացքում պատրաստել VLAN բաշխման քարտեզ: Միևնույն ժամանակ, սպասարկման կայանը առաջարկում է IP հասցեների և VLAN-ների իր տիրույթները DSP սարքավորումների համար:

STO-ն նաև տրամադրում է տարբեր VLAN-ների համար առաջարկվող առաջնահերթությունների աղյուսակ:

Առաջարկվող VLAN առաջնահերթությունների աղյուսակ STO 56947007-29.240.10.302-2020-ից

Հոսքի կառավարման տեսանկյունից՝ վերջ: Չնայած այս սպասարկման կայաններում դեռ շատ բան կա քննարկելու՝ տարբեր ճարտարապետություններից մինչև L3 կարգավորումներ, մենք անպայման դա կանենք, բայց հաջորդ անգամ:

Այժմ ամփոփենք հոսքի կառավարումը Թվային ենթակայանի LAN-ում:

Ամփոփում

Թվային ենթակայանում, չնայած այն հանգամանքին, որ փոխանցվում են բազմաթիվ բազմահաղորդակցական հոսքեր, երթևեկության կառավարման ստանդարտ բազմաֆունկցիոնալ մեխանիզմներ (IGMP, PIM) իրականում չեն օգտագործվում: Դա պայմանավորված է այն հանգամանքով, որ վերջնական սարքերը չեն աջակցում որևէ բազմակի հեռարձակման արձանագրություն:

Հին լավ VLAN-ներն օգտագործվում են հոսքերը վերահսկելու համար: Միևնույն ժամանակ, VLAN-ի օգտագործումը կարգավորվում է կարգավորող փաստաթղթերով, որոնք առաջարկում են բավականին լավ մշակված առաջարկություններ:

Օգտակար հղումներ

Դասընթաց «Թվային ենթակայան Phoenix Contact-ից».
DSP լուծումներ Phoenix Contact-ից.

Source: www.habr.com