Jak zarządzać przepływami w cyfrowej stacji LAN?

Podstacja cyfrowa to trend w energetyce. Jeśli jesteś blisko tematu, to prawdopodobnie słyszałeś, że duża ilość danych przesyłana jest w postaci strumieni multicast. Ale czy wiesz, jak zarządzać tymi strumieniami multiemisji? Jakie narzędzia do zarządzania przepływem są używane? Co zaleca dokumentacja regulacyjna?

Wszystkich zainteresowanych zrozumieniem tego tematu zapraszamy na kot!

W jaki sposób dane są przesyłane w sieci i po co zarządzać strumieniami multiemisji?

Zanim przejdę bezpośrednio do podstacji cyfrowej i niuansów budowy sieci LAN, oferuję krótki program edukacyjny na temat rodzajów przesyłania danych i protokołów przesyłania danych do pracy ze strumieniami multiemisji. Program edukacyjny ukryliśmy pod spoilerem.

Rodzaje transferu danych
Rodzaje ruchu w sieci LAN

Istnieją cztery rodzaje przesyłania danych:

  • Transmisja – nadawanie.
  • Unicast – przesyłanie wiadomości pomiędzy dwoma urządzeniami.
  • Multicast – wysyłanie wiadomości do określonej grupy urządzeń.
  • Nieznany Unicast – nadawanie w celu znalezienia jednego urządzenia.

Aby nie pomylić kart, porozmawiajmy krótko o pozostałych trzech rodzajach transmisji danych, zanim przejdziemy do multiemisji.

Przede wszystkim pamiętajmy, że w sieci LAN adresowanie pomiędzy urządzeniami odbywa się na podstawie adresów MAC. Każdy przesyłany komunikat zawiera pola SRC MAC i DST MAC.

SRC MAC – źródłowy MAC – adres MAC nadawcy.

DST MAC – docelowy MAC – adres MAC odbiorcy.

Przełącznik przesyła komunikaty w oparciu o te pola. Wyszukuje adres MAC DST, znajduje go w swojej tabeli adresów MAC i wysyła wiadomość do portu wymienionego w tabeli. Ogląda także SRC MAC. Jeżeli w tabeli nie ma takiego adresu MAC, dodawana jest nowa para „adres MAC – port”.

Porozmawiajmy teraz bardziej szczegółowo o rodzajach przesyłania danych.

Unicast

Unicast to adresowa transmisja wiadomości pomiędzy dwoma urządzeniami. Zasadniczo jest to transfer danych punkt-punkt. Innymi słowy, dwa urządzenia zawsze komunikują się ze sobą w trybie Unicast.

Jak zarządzać przepływami w cyfrowej stacji LAN?
Transmisja ruchu typu unicast

Nadawanie

Rozgłoszenie to wiadomość rozgłoszeniowa. Te. rozgłaszanie, gdy jedno urządzenie wysyła wiadomość do wszystkich innych urządzeń w sieci.

Aby wysłać wiadomość rozgłoszeniową, nadawca określa adres MAC DST FF:FF:FF:FF:FF:FF.

Jak zarządzać przepływami w cyfrowej stacji LAN?
Transmisja ruchu rozgłoszeniowego

Nieznana transmisja pojedyncza

Unknown Unicast na pierwszy rzut oka jest bardzo podobny do Broadcast. Jest jednak między nimi różnica – wiadomość jest wysyłana do wszystkich uczestników sieci, ale jest przeznaczona tylko dla jednego urządzenia. To jak wiadomość w centrum handlowym z prośbą o ponowne zaparkowanie samochodu. Wszyscy usłyszą tę wiadomość, ale tylko jeden odpowie.

Gdy przełącznik odbierze ramkę i nie może znaleźć docelowego adresu MAC w tablicy adresów MAC, po prostu rozsyła tę wiadomość do wszystkich portów z wyjątkiem tego, z którego ją otrzymał. Na taką wiadomość odpowie tylko jedno urządzenie.

Jak zarządzać przepływami w cyfrowej stacji LAN?
Transmisja nieznanego ruchu Unicast

Multicast

Multicast to wysłanie wiadomości do grupy urządzeń, które „chcą” otrzymać te dane. Przypomina to bardzo webinarium. Jest transmitowany w całym Internecie, ale łączą się z nim tylko osoby zainteresowane tą tematyką.

Ten model przesyłania danych nosi nazwę „Wydawca – Abonent”. Jest jeden Wydawca, który wysyła dane i Abonenci, którzy chcą otrzymywać te dane, subskrybują je.

W przypadku transmisji multiemisji wiadomość jest wysyłana z prawdziwego urządzenia. Źródłowy adres MAC w ramce jest adresem MAC nadawcy. Ale docelowy adres MAC jest adresem wirtualnym.

Urządzenie musi połączyć się z grupą, aby odebrać od niej dane. Przełącznik przekierowuje przepływ informacji pomiędzy urządzeniami - zapamiętuje, z jakich portów przesyłane są dane i wie, do których portów te dane mają zostać przesłane.

Jak zarządzać przepływami w cyfrowej stacji LAN?
Transmisja ruchu Multicast

Ważną kwestią jest to, że adresy IP są często używane jako grupy wirtualne, ale ponieważ... Ponieważ ten artykuł dotyczy energii, porozmawiamy o adresach MAC. W rodzinie protokołów IEC 61850 stosowanych w Podstacji Cyfrowej podział na grupy odbywa się na podstawie adresów MAC

Krótki program edukacyjny na temat adresu MAC

Adres MAC to 48-bitowa wartość, która jednoznacznie identyfikuje urządzenie. Jest on podzielony na 6 oktetów. Pierwsze trzy oktety zawierają informacje o producencie. Oktety 4, 5 i 6 są przypisane przez producenta i stanowią numer urządzenia.

Jak zarządzać przepływami w cyfrowej stacji LAN?

Jak zarządzać przepływami w cyfrowej stacji LAN?
Struktura adresów MAC

W pierwszym oktecie ósmy bit określa, czy wiadomość jest wysyłana pojedynczo czy multiemisji. Jeśli ósmy bit ma wartość 0, wówczas ten adres MAC jest adresem rzeczywistego urządzenia fizycznego.

A jeśli ósmy bit ma wartość 1, wówczas ten adres MAC jest wirtualny. Oznacza to, że ten adres MAC nie należy do prawdziwego urządzenia fizycznego, ale do grupy wirtualnej.

Wirtualny zespół można porównać do wieży nadawczej. Firma radiowa nadaje do tej wieży muzykę, a ci, którzy chcą jej słuchać, dostrajają swoje odbiorniki do żądanej częstotliwości.

Również np. kamera wideo IP wysyła dane do grupy wirtualnej, a urządzenia, które chcą otrzymać te dane, łączą się z tą grupą.

Jak zarządzać przepływami w cyfrowej stacji LAN?
Ósmy bit pierwszego oktetu adresu MAC

Jeśli na przełączniku nie jest włączona obsługa multiemisji, strumień multiemisji będzie postrzegany jako transmisja. W związku z tym, jeśli takich przepływów będzie dużo, bardzo szybko zablokujemy sieć ruchem „śmieciowym”.

Jaka jest istota multiemisji?

Główną ideą multiemisji jest to, że z urządzenia wysyłana jest tylko jedna kopia ruchu. Przełącznik określa, na jakich portach znajdują się abonenci i przesyła do nich dane od nadawcy. Dzięki temu multicast pozwala znacznie ograniczyć ilość danych przesyłanych w sieci.

Jak to działa w prawdziwej sieci LAN?

Oczywiste jest, że nie wystarczy po prostu wysłać jedną kopię ruchu na jakiś adres MAC, którego ósmy bit pierwszego oktetu wynosi 1. Abonenci muszą mieć możliwość połączenia się z tą grupą. Przełączniki muszą rozumieć, z jakich portów przychodzą dane i do jakich portów muszą być przesyłane. Tylko wtedy multicast umożliwi optymalizację sieci i zarządzanie przepływami.

Aby wdrożyć tę funkcjonalność, istnieją protokoły multiemisji. Najpopularniejszy:

  • IGMP.
  • PIM.

W tym artykule omówimy stycznie ogólną zasadę działania tych protokołów.

IGMP

Przełącznik obsługujący protokół IGMP pamięta, na którym porcie dociera strumień multiemisji. Aby dołączyć do grupy, subskrybenci muszą wysłać wiadomość IMGP Join. Przełącznik dodaje port, z którego przyszedł IGMP Join, do listy interfejsów downstream i rozpoczyna tam transmisję strumienia multiemisji. Przełącznik w sposób ciągły wysyła komunikaty IGMP Query do portów downstream w celu sprawdzenia, czy należy kontynuować transmisję danych. Jeśli z portu otrzymano wiadomość IGMP Leave lub nie było odpowiedzi na wiadomość IGMP Query, nadawanie do tego portu zostanie zatrzymane.

PIM

Protokół PIM ma dwie implementacje:

  • PIM DM.
  • PIM SM.

Protokół PIM DM działa odwrotnie niż IGMP. Przełącznik początkowo wysyła strumień multiemisji jako rozgłoszenie do wszystkich portów z wyjątkiem tego, z którego został odebrany. Następnie wyłącza przepływ na tych portach, z których przyszły komunikaty, że nie jest to potrzebne.

PIM SM działa blisko IGMP.

Najprościej podsumowując ogólną zasadę działania multicastu - Wydawca wysyła strumień multicast do konkretnej grupy MAC, abonenci wysyłają żądania połączenia się z tą grupą, przełączniki zarządzają tymi strumieniami.

Dlaczego tak powierzchownie omówiliśmy multiemisję? Porozmawiajmy o specyfice cyfrowej podstacji LAN, aby to zrozumieć.

Co to jest podstacja cyfrowa i dlaczego potrzebna jest tam transmisja multiemisji?

Zanim zaczniesz mówić o cyfrowej podstacji LAN, musisz zrozumieć, czym jest cyfrowa podstacja. Wtedy odpowiedz na pytania:

  • Kto jest zaangażowany w przesyłanie danych?
  • Jakie dane są przesyłane do sieci LAN?
  • Jaka jest typowa architektura sieci LAN?

A potem omówimy multicast...

Co to jest podstacja cyfrowa?

Podstacja Cyfrowa to podstacja, w której wszystkie systemy charakteryzują się bardzo wysokim stopniem automatyzacji. Całe wyposażenie wtórne i pierwotne takiej podstacji koncentruje się na cyfrowej transmisji danych. Wymiana danych zbudowana jest zgodnie z protokołami transmisji opisanymi w normie IEC 61850.

W związku z tym wszystkie dane są przesyłane cyfrowo tutaj:

  • Pomiary.
  • Informacje diagnostyczne.
  • Polecenia sterujące.

Tendencja ta znacznie się rozwinęła w rosyjskim sektorze energetycznym i obecnie jest wdrażana wszędzie. W latach 2019 i 2020 pojawiło się wiele dokumentów regulacyjnych regulujących tworzenie Podstacji Cyfrowej na wszystkich etapach rozwoju. Na przykład STO 34.01-21-004-2019 PJSC „Rosseti” definiuje następującą definicję i kryteria dla centralnej stacji paliw:

Definicja:

Podstacja cyfrowa to zautomatyzowana podstacja wyposażona w cyfrowe systemy informacyjno-kontrolne współpracujące w trybie jednoczasowym i działająca bez obecności stałego personelu dyżurnego.

Kryteria:

  • zdalna obserwacja parametrów i trybów pracy urządzeń i systemów niezbędnych do normalnej pracy bez stałej obecności personelu dyżurnego i obsługującego;
  • zapewnienie zdalnego sterowania urządzeniami i systemami obsługi podstacji bez stałej obecności personelu dyżurnego i obsługi technicznej;
  • wysoki poziom automatyzacji zarządzania urządzeniami i systemami z wykorzystaniem inteligentnych systemów sterowania trybami pracy urządzeń i systemów;
  • zdalne sterowanie wszystkimi procesami technologicznymi w jednym trybie czasowym;
  • cyfrowa wymiana danych pomiędzy wszystkimi systemami technologicznymi w jednym formacie;
  • integracja z siecią elektryczną i systemem zarządzania przedsiębiorstwem, a także zapewnienie cyfrowej interakcji z odpowiednimi organizacjami infrastrukturalnymi (z powiązanymi obiektami);
  • bezpieczeństwo funkcjonalne i informacyjne podczas digitalizacji procesów technologicznych;
  • ciągłe monitorowanie stanu głównych urządzeń i systemów technologicznych on-line z transmisją wymaganej ilości danych cyfrowych, kontrolowanych parametrów i sygnałów.

Kto jest zaangażowany w przesyłanie danych?

W skład Podstacji Cyfrowej wchodzą następujące systemy:

  • Przekaźnikowe systemy zabezpieczeń. Ochrona przekaźników jest praktycznie „sercem” cyfrowej podstacji. Zaciski zabezpieczające przekaźnika pobierają wartości prądu i napięcia z układów pomiarowych. Na podstawie tych danych zaciski opracowują wewnętrzną logikę zabezpieczeń. Terminale komunikują się ze sobą w celu przekazywania informacji o zadziałanych zabezpieczeniach, pozycjach urządzeń łączeniowych itp. Terminale wysyłają także informacje o zdarzeniach jakie miały miejsce do serwera ICS. W sumie można wyróżnić kilka rodzajów komunikacji:
    Połączenie poziome – komunikacja pomiędzy terminalami.
    Połączenie pionowe – komunikacja z serwerem systemu zautomatyzowanego sterowania procesami.
    Pomiary – komunikacja z urządzeniami pomiarowymi.

  • Komercyjne systemy pomiaru energii elektrycznej.Dozorowe systemy pomiarowe komunikują się wyłącznie z urządzeniami pomiarowymi.

  • Systemy kontroli wysyłek.Częściowe dane powinny zostać przesłane z serwera systemu automatycznego sterowania procesami oraz z komercyjnego serwera księgowego do centrum kontroli.

To bardzo uproszczona lista systemów wymieniających dane w ramach podstacji cyfrowej. Jeśli jesteś zainteresowany zagłębieniem się w ten temat, napisz w komentarzach.
O tym opowiemy Wam osobno 😉

Jakie dane są przesyłane do sieci LAN?

Aby połączyć ze sobą opisane systemy i zorganizować komunikację poziomą i pionową, a także przekazywanie pomiarów, organizuje się autobusy. Na razie umówmy się, że każda magistrala to po prostu osobna sieć LAN na przełącznikach Ethernetu przemysłowego.

Jak zarządzać przepływami w cyfrowej stacji LAN?
Schemat blokowy obiektu elektroenergetycznego zgodny z normą IEC 61850

Schemat blokowy przedstawia opony:

  • Monitorowanie/Kontrola.
  • Przesyłanie sygnałów zabezpieczających przekaźniki.
  • Przesyłanie chwilowych napięć i prądów.

Zaciski przekaźników zabezpieczeniowych uczestniczą zarówno w komunikacji poziomej, jak i pionowej, a także wykorzystują pomiary, dlatego są podłączone do wszystkich magistral.

Za pośrednictwem magistrali „Transmisja sygnałów zabezpieczających przekaźnik” terminale przekazują między sobą informacje. Te. tutaj realizowane jest połączenie poziome.

Transmisja pomiarów realizowana jest poprzez magistralę „Transmisja chwilowych wartości napięć i prądów”. Do tej magistrali podłączane są urządzenia pomiarowe - przekładniki prądowe i napięciowe oraz zaciski zabezpieczające przekaźników.

Ponadto serwer ASKUE podłączony jest do magistrali „Transmisja chwilowych wartości napięć i prądów”, która wykonuje również pomiary do celów rozliczeniowych.

Natomiast magistrala „Monitoring/Sterowanie” służy do komunikacji pionowej. Te. za jego pośrednictwem terminale wysyłają różne zdarzenia do serwera ICS, a serwer wysyła również polecenia sterujące do terminali.

Z serwera systemu automatycznego sterowania procesami dane przesyłane są do centrum sterowania.

Jaka jest typowa architektura sieci LAN?

Przejdźmy od abstrakcyjnego i raczej konwencjonalnego schematu strukturalnego do rzeczy bardziej przyziemnych i realnych.

Poniższy diagram przedstawia dość standardową architekturę sieci LAN dla podstacji cyfrowej.

Jak zarządzać przepływami w cyfrowej stacji LAN?
Architektura cyfrowej stacji elektroenergetycznej

W podstacjach 6 kV lub 35 kV sieć będzie prostsza, ale jeśli mówimy o podstacjach 110 kV, 220 kV i wyższych, a także sieci LAN elektrowni, wówczas architektura będzie odpowiadać pokazanej.

Architektura podzielona jest na trzy poziomy:

  • Poziom stacji/podstacji.
  • Dołącz do poziomu.
  • Poziom procesu.

Poziom stacji/podstacji obejmuje stacje robocze i serwery.

Dołącz do poziomu obejmuje całe wyposażenie technologiczne.

Poziom procesu obejmuje sprzęt pomiarowy.

Istnieją również dwa autobusy umożliwiające łączenie poziomów:

  • Autobus stacji/podstacji.
  • Autobus procesowy.

Magistrala stacji/podstacji łączy w sobie funkcje magistrali „Monitorowanie/Sterowanie” i magistrali „Transmisja sygnału zabezpieczenia przekaźnika”. Natomiast szyna procesowa realizuje funkcje magistrali „Transmisja chwilowych wartości napięć i prądów”.

Cechy transmisji Multicast w podstacji cyfrowej

Jakie dane są przesyłane przy użyciu multiemisji?

Komunikacja pozioma i transmisja pomiarów w ramach Podstacji Cyfrowej realizowana jest w architekturze Wydawca-Abonent. Te. Terminale zabezpieczeń przekaźnikowych wykorzystują strumienie multiemisji do wymiany komunikatów między sobą, a pomiary są również przesyłane przy użyciu multiemisji.

Przed pojawieniem się podstacji cyfrowej w energetyce komunikacja pozioma realizowana była w oparciu o komunikację punkt-punkt pomiędzy terminalami. Jako interfejs zastosowano kabel miedziany lub optyczny. Dane przesyłano przy użyciu zastrzeżonych protokołów.

Połączeniu temu postawiono bardzo wysokie wymagania, ponieważ kanały te transmitowały sygnały zadziałania zabezpieczeń, położenia urządzeń przełączających itp. Na tej informacji opierał się algorytm blokowania operacyjnego terminali.

Jeżeli dane przesyłane są powoli lub nie są gwarantowane, istnieje duże prawdopodobieństwo, że któryś z terminali nie otrzyma aktualnej informacji o aktualnej sytuacji i może wysłać sygnał o wyłączeniu lub włączeniu urządzenia przełączającego, gdy np. , prowadzone są nad nim pewne prace. Lub awaria wyłącznika nie zadziała na czas i zwarcie rozprzestrzeni się na resztę obwodu elektrycznego. Wszystko to obarczone jest dużymi stratami finansowymi i zagrożeniem życia ludzkiego.

Dlatego dane musiały zostać przesłane:

  • Niezawodny.
  • Gwarantowane.
  • Szybko.

Obecnie zamiast komunikacji punkt-punkt wykorzystywana jest magistrala stacja/podstacja, tj. LAN. Natomiast dane przesyłane są przy pomocy protokołu GOOSE, który opisuje norma IEC 61850 (a dokładniej IEC 61850-8-1).

GOOSE oznacza General Object Oriented Substation Event, ale to dekodowanie nie jest już zbyt istotne i nie niesie żadnego obciążenia semantycznego.

W ramach tego protokołu terminale zabezpieczające przekaźnik wymieniają między sobą komunikaty GOOSE.

Przejście z komunikacji punkt-punkt na sieć LAN nie zmieniło podejścia. Dane nadal muszą być przesyłane niezawodnie, bezpiecznie i szybko. Dlatego wiadomości GOOSE wykorzystują nieco nietypowy mechanizm transmisji danych. Więcej o nim później.

Pomiary, jak już wspomnieliśmy, przesyłane są również za pomocą strumieni multicast. W terminologii DSP strumienie te nazywane są strumieniami SV (wartość próbkowana).

Strumienie SV to komunikaty zawierające określony zestaw danych i przesyłane w sposób ciągły przez określony czas. Każdy komunikat zawiera pomiar w określonym momencie. Pomiary wykonywane są z określoną częstotliwością – częstotliwością próbkowania.

Częstotliwość próbkowania to częstotliwość próbkowania sygnału ciągłego w czasie podczas jego próbkowania.

Jak zarządzać przepływami w cyfrowej stacji LAN?
Częstotliwość próbkowania 80 próbek na sekundę

Skład strumieni SV opisano w IEC61850-9-2 LE.

Strumienie SV przesyłane są poprzez magistralę procesową.

Magistrala procesowa to sieć komunikacyjna zapewniająca wymianę danych pomiędzy urządzeniami pomiarowymi a urządzeniami na poziomie połączenia. Zasady wymiany danych (chwilowych wartości prądu i napięcia) opisuje norma IEC 61850-9-2 (obecnie stosowany jest profil LE IEC 61850-9-2).

Strumienie SV, podobnie jak wiadomości GOOSE, muszą być przesyłane szybko. Jeśli pomiary są przesyłane powoli, na zaciski może nie zostać odebrany prąd lub napięcie wymagane do uruchomienia zabezpieczenia na czas, a zwarcie rozprzestrzeni się na dużą część sieci elektrycznej i spowoduje duże zniszczenia.

Dlaczego multicast jest konieczny?

Jak wspomniano powyżej, aby spełnić wymagania dotyczące transmisji danych w komunikacji poziomej, GOOSE są przesyłane nieco nietypowo.

Po pierwsze, są przesyłane na poziomie łącza danych i mają swój własny typ Ethertype – 0x88b8. Zapewnia to wysokie prędkości przesyłania danych.

Teraz konieczne jest zamknięcie wymagań gwarancji i niezawodności.

Oczywiście dla pewności trzeba zrozumieć, czy wiadomość została dostarczona, ale nie możemy organizować wysyłania potwierdzeń odbioru, jak dzieje się to na przykład w TCP. To znacznie zmniejszy prędkość przesyłania danych.

Dlatego do transmisji GOOSE używana jest architektura wydawcy-subskrybenta.

Jak zarządzać przepływami w cyfrowej stacji LAN?
Architektura wydawcy-subskrybenta

Urządzenie wysyła do magistrali komunikat GOOSE, a abonenci odbierają komunikat. Ponadto komunikat wysyłany jest ze stałym czasem T0. Jeżeli wystąpi jakieś zdarzenie, generowany jest nowy komunikat, niezależnie od tego, czy poprzedni okres T0 dobiegł końca, czy nie. Kolejna wiadomość z nowymi danymi generowana jest po bardzo krótkim czasie, potem po nieco dłuższym czasie i tak dalej. W rezultacie czas wzrasta do T0.

Jak zarządzać przepływami w cyfrowej stacji LAN?
Zasada przesyłania komunikatów GOOSE

Abonent wie od kogo otrzymuje komunikaty i jeżeli po czasie T0 nie otrzymał od kogoś komunikatu to generuje komunikat o błędzie.

Strumienie SV przesyłane są także na poziomie łącza danych, posiadają własny typ Ethertype – 0x88BA i transmitowane są w modelu „Wydawca – Abonent”.

Niuanse transmisji multiemisji w podstacji cyfrowej

Ale multicast „energetyczny” ma swoje własne niuanse.

Uwaga 1. GOOSE i SV mają zdefiniowane własne grupy multiemisji

W przypadku multiemisji „energetycznej” wykorzystywane są własne grupy dystrybucyjne.

W telekomunikacji do dystrybucji multiemisji wykorzystywany jest zakres 224.0.0.0/4 (z nielicznymi wyjątkami występują adresy zastrzeżone). Jednak sama norma IEC 61850 i profil korporacyjny IEC 61850 firmy PJSC FGC definiują własne zakresy dystrybucji multiemisji.

Dla strumieni SV: od 01-0C-CD-04-00-00 do 01-0C-CD-04-FF-FF.

Dla komunikatów GOOSE: od 01-0C-CD-04-00-00 do 01-0C-CD-04-FF-FF.

Punkt 2. Terminale nie korzystają z protokołów multicast

Drugi niuans jest znacznie bardziej znaczący - terminale zabezpieczające przekaźniki nie obsługują IGMP ani PIM. Jak więc radzą sobie z multiemisją? Czekają po prostu na przesłanie niezbędnych informacji do portu. Te. jeśli wiedzą, że są subskrybowani pod konkretny adres MAC, akceptują wszystkie przychodzące ramki, ale przetwarzają tylko te niezbędne. Reszta jest po prostu odrzucana.

Innymi słowy, cała nadzieja spoczywa na przełącznikach. Ale jak będą działać IGMP lub PIM, jeśli terminale nie wysyłają wiadomości Join? Odpowiedź jest prosta – nie ma mowy.

A strumienie SV to dość ciężkie dane. Jeden strumień waży około 5 Mbit/s. A jeśli wszystko zostawimy tak jak jest, okaże się, że każdy strumień będzie transmitowany. Innymi słowy, będziemy ściągać tylko 20 strumieni do jednej sieci LAN 100 Mbit/s. A liczbę przepływów SV w dużej podstacji mierzy się w setkach.

Jakie jest zatem wyjście?

Proste — użyj starych, sprawdzonych sieci VLAN.

Co więcej, IGMP w cyfrowej podstacji LAN może zrobić okrutny żart i odwrotnie, nic nie zadziała. W końcu przełączniki nie rozpoczną transmisji strumieni bez żądania.

Dlatego możemy wyróżnić prostą zasadę uruchomienia - „Czy sieć nie działa? – Wyłącz IGMP!”

Baza normatywna

Ale może nadal da się jakoś zorganizować sieć LAN dla podstacji cyfrowej w oparciu o multicast? Spróbujmy teraz przejść do dokumentacji regulacyjnej dotyczącej sieci LAN. W szczególności przytoczę fragmenty następujących STO:

  • STO 34.01-21-004-2019 - CYFROWE CENTRUM MOCY. WYMAGANIA DOTYCZĄCE PROJEKTOWANIA TECHNOLOGICZNEGO PODSTACJI CYFROWYCH NAPIĘCIA 110-220 kV I CYFROWYCH PODSTACJI WĘZŁOWYCH NAPIĘCIA 35 kV.
  • STO 34.01-6-005-2019 – WYŁĄCZNIKI OBIEKTÓW ENERGETYCZNYCH. Ogólne wymagania techniczne.
  • STO 56947007-29.240.10.302-2020 - Standardowe wymagania techniczne dotyczące organizacji i działania technologicznych sieci LAN w systemie sterowania procesem podstacji UNEG.

Zobaczmy najpierw, co można znaleźć na tych stacjach na temat multiemisji? Jest wzmianka dopiero w najnowszym STO z PJSC FGC UES. Podczas testów akceptacyjnych sieci LAN stacja serwisowa prosi o sprawdzenie, czy sieci VLAN są poprawnie skonfigurowane oraz o sprawdzenie, czy na portach przełącznika nie ma ruchu multiemisji, który nie jest określony w dokumentacji roboczej.

Cóż, stacja serwisowa zaleca również, aby personel serwisowy wiedział, czym jest multicast.

To wszystko na temat multiemisji...

Zobaczmy teraz, co można znaleźć na tych stacjach paliw na temat sieci VLAN.

W tym przypadku wszystkie trzy stacje serwisowe zgadzają się, że przełączniki muszą obsługiwać sieci VLAN oparte na standardzie IEEE 802.1Q.

STO 34.01-21-004-2019 mówi, że do kontroli przepływów należy wykorzystywać sieci VLAN, a przy pomocy sieci VLAN ruch należy dzielić na ochronę przekaźników, zautomatyzowane systemy sterowania procesami, AIIS KUE, nadzór wideo, komunikację itp.

STO 56947007-29.240.10.302-2020 dodatkowo wymaga również przygotowania mapy dystrybucji VLAN na etapie projektowania. Jednocześnie stacja oferuje swoje zakresy adresów IP i sieci VLAN dla sprzętu DSP.

STO udostępnia także tabelę zalecanych priorytetów dla różnych sieci VLAN.

Tabela zalecanych priorytetów VLAN z STO 56947007-29.240.10.302-2020

Jak zarządzać przepływami w cyfrowej stacji LAN?

Z punktu widzenia zarządzania przepływem to wszystko. Choć na tych stacjach jest jeszcze wiele do omówienia – od różnych architektur po ustawienia L3 – na pewno to zrobimy, ale następnym razem.

Podsumujmy teraz zarządzanie przepływem w sieci LAN cyfrowej podstacji.

wniosek

W Podstacji Cyfrowej, mimo że przesyłanych jest wiele strumieni multiemisji, w praktyce nie stosuje się standardowych mechanizmów zarządzania ruchem multiemisji (IGMP, PIM). Wynika to z faktu, że urządzenia końcowe nie obsługują żadnych protokołów multicast.

Do kontrolowania przepływów używane są stare, dobre sieci VLAN. Jednocześnie korzystanie z sieci VLAN reguluje dokumentacja regulacyjna, która zawiera dość dobrze opracowane zalecenia.

Przydatne linki:

Szkolenie „Cyfrowa podstacja firmy Phoenix Contact”.
Rozwiązania DSP firmy Phoenix Contact.

Źródło: www.habr.com

Dodaj komentarz