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HSR/PRP LAN冗長化、TSN リアルタイムネットワーク制御を実現するオーストリアTTTech社 Flexibilis ブランドファームウェア、ICの販売活動を開始しました。 

■ HSR/PRP イーサネットネットワーク冗長化製品
IEC 61850に代表される産業用スマートグリッド通信で欠かせないHSR/PRP LAN冗長化およびTSNリアルタイムネットワーク対応製品です。当社はこの分野で世界市場を牽引するオーストリアの TTTech の代理店です。 IPコアチップPCIe基板PC/マイコンソフトウェアの販売、技術サポート、メンテナンスまで一貫したサービスを提供いたします。

発変電所、プラントのLANの信頼性向上、フェールセーフオペレーション実現。 

LAN経由での監視・制御で遅延の問題を解消するリアルタイムネットワークの実現。

IECやIEEEで世界標準となっている HSR/PRP プロトコルによるLAN冗長化によるフェールセーフオペレーションを実現する Flexibilis ブランドのファームウェア、ICなどの製品群です。

Flexibilis Product LineUp2


HSR(High Availability Seamless Redundancy=高可用性シームレス冗長化) 製品

リング構成による可用性保証のシームレスな冗長化を実現します。 (標準規格IEC 62439-3 Clause 5)

フェールオーバー(故障→正常ルートへの切替)もメッセージロス無しで、ユーザー機器側には何事も起きなかったように動作します。

(LAN回線をリング構成とし、送信側から右回り、左回りルートで同じメッセージを流し、受信側は先着優先、後着破棄でメッセージを受け取ります。これにより、右回り、左回りのどちらかが故障してもメッセージの消失がありません。 当然メッセージの送達がが故障で遅れることもありません。)

従来機器はRedBox (Redundancy Box)というアダプタで接続すれば冗長化を構成する一端末としてそのまま使えます。

TTTech社の製品は、標準でIEEE1588 (IEC 61850-9-3相当) 規格のPTP(Precision Time Protocol)による時刻同期もサポートし、通常1μs以下のクロック同期精度が得られます。
HSRリング構成によるLAN冗長化システム例


PRP(Parallel Redundancy Protocol=並列冗長化プロトコル) 製品

基本的にLAN構成自体を2重化し、LAN回線を並列に接続します。 (標準規格IEC 62439-3 Clause 4)

フェールオーバー(故障→正常ルートへの切替)もメッセージロス無しで、ユーザー機器側には何事も起きなかったように動作します。

(同じメッセージが同時に2つのLAN構成に流れるので、受信側は先着優先、後着破棄でメッセージを受け取ります。これにより、どちらか一方の回線が故障してもメッセージの不達が無くなります。

当然メッセージの送達がが故障で遅れることもありません。)

従来機器はRedBox (Redundancy Box)というアダプタで接続すれば冗長化を構成する一端末としてそのまま使えます。

TTTech社の製品は、標準でIEEE1588 (IEC 61850-9-3相当) 規格のPTP(Precision Time Protocol)による時刻同期もサポートし、通常1μs以下のクロック同期精度が得られます。

PRP機器並列構成によるLAN冗長化システム例

■HSR-PRP と他の冗長化方式との比較
HSR-PRP と他の冗長化方式との比較

■HSR/PRP
適用例

IEC 61850 は変電所、発電所等の機器をネットワークで結びディジタル化することにより自動化を実現する国際標準の規格です。 スマートグリッドでは産業用機器に適用されるべき標準規格となっております。

HSR/PRP は IEC 61850 でも標準化されておりますので、図に例示されたようなシステムのLAN冗長化が可能です。

本例は、トランス、CVT、CT、遮断機など主に屋外機器のネットワーク(プロセスバス)を冗長化するとともに、プロセスバスからのデータを収集し、監視・制御する所内機器のネットワーク(ステーションバス)も冗長化した例です。

プロセスバス、ステーションバス間は4ポートを有するクワッドボックス(QuadBox)により接続されます。

既存の端末やネットワークシステムは3ポートを有するレッドボックス(RedBox)により中継され冗長化の一メンバーとなります。

IEC 61850 Substation Automationでの適用例

 
■ TSN リアルタイムネットワーク製品

リアルタイム監視・制御のLAN通信方式として脚光を浴びているTSN(Time Sensitive Network)を実現する製品です。
世界標準となっている IEEE 802.1 規格によるリアルタイムネットワーク制御を実現する端末、スイッチ、ブリッジ用ファームウェア、ソフトウェアなどの製品群です。TSN ネットワーク上では従来端末(スイッチ、ブリッジ、ルータ以外)もそのまま接続して使用できます。
ロボティクス、プラント自動化、モビリティーなど、また ASIC 化により家電品にまで裾野が拡がる広範なアプリケーションの市場が存在します。
当社はこの分野で世界市場を牽引するオーストリア TTTech 社の代理店です。 IPコア、チップ、PCIe基板、PC/マイコンソフトウェアの販売、技術サポート、メンテナンスまで一貫したサービスを提供いたします。

発変電所、プラントのイーサネットワークの信頼性向上、フェールセーフオペレーションを実現します。 
ネットワーク経由での監視・制御で遅延の問題を解消するリアルタイムネットワークを実現します。

Slate Product Supporting TNS

※TTTech 社は TSN 業界をリードしております。
 以下がTTTech 製品が他社に比べて誇れる特長となっております。

 * 世界で初めてTSN を製品化した。 
 * 標準採用されている製品でインテルやB&R社やASICメーカー(現在3社)と契約している。 
 * IEEE やその他の業界標準に多大な貢献をしておりオープンでメーカーに依らない共通規格としている 
 * IIC(Industrial Internet Consortium) における Testbed による厳しい試験で実証
 * OPC-UA等のecosystem への導入や CC-Link などへの適用
 * TSNのスケジューリング、トポロジーのモデリング(CUC/CNC) のソフトウェアで同レベルのGUIベース
  の使いやすいものはTTTech でしかやっていない。 (Slate XNS/CNS/YNS) 
 * TSN IP コアは 2+1 end node から 4+1 ports、加えて HW Acceleration (optional)まで完全対応
 * 長期供給保証

TSN (Time Sensitive Network) とは?

TSN ネットワーク上では、全てのTSN 対応の端末、スイッチ、ブリッジなどは、高精度(1μs以内)の時計を持てるようクロック同期メカニズムが構築されます。(PTP = Precision Time Protocol)
この同期時計により、送達時間について優先度の異なる電文をギガビットの伝送速度でも、時分割通信によりスケジューリングで送達保証する伝送メカニズムが実現可能となります。
さらに、長電文が送信中でも、途中で割り込んでひとつのパケットを細切れにして時分割で送る方式の規定により送達保証がなされます。
このように従来のイーサネットワークではいつ届くか分からなかった電文送達が時間確定的(Deterministic)になされます。


TSN のキーメカニズム

●ネットワーク上で共通の時計を持つための時刻同期
●電文の高精度同期転送
●電文キューから設定時間どおりに発信
●冗長化された伝送路の各々に同一電文発信
●相手先に到達したら後着電文を削除(電文ループ防止)
●長電文送信中の重要電文の割込優先転送

■TSN の規格 IEEE 802.1 の制定状況
TSN IEEE 802.1 Standards Status

■TTTech の Edge IP コアソリューション
Edge IP Solution

■TTTech Slate XNS (TSN ネットワーク構成&モデリング・ソフトウェア)
Slate XNS Introduction

■TSN スターターキット
インテルCyclone FPGA チップと4個の TSN 対応ポート実装の評価版ボード、およびSlate XNS ネットワーク構成&モデリングソフトウェアの評価版からなるキットです。
評価版ボードは、TTTech 社 Web サイトから Edge IP コア評価版をダウンロード、インストールして使用します。Edge IP コア評価版は使用時間により3種あります:6ヶ月、12ヶ月、24ヶ月。(12ヶ月、24ヶ月の場合は評価版ボードが2枚キットに含まれます。IP コアは暗号化された VHDL ファイルとなります。)
Slate XNS ネットワーク構成&モデリングソフトウェア評価版は、12ヶ月、24ヶ月キットの場合は評価期限に制限はありません。(但し、製造用としては使えません。)
TSN Starter Kit

■導入事例
導入事例:B&R社製高性能TSNネットワークスイッチ

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