Siemens SIPROTEC 5 Handbuch Seite 319

10.9 PRP
PRP (Parallel Redundancy Protocol) ist ein Redundanzprotokoll für Ethernet-Netzwerke. Dieses Protokoll ist in
der Norm IEC 62439-3 spezifiziert. PRP bietet im Gegensatz zu konventionellen Redundanzverfahren, z.B. mit
RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol, IEEE 802.1D-2004) eine unterbrechungsfreie Umschaltung. Damit wird
eine Totzeit im Störfall verhindert und damit die höchste Verfügbarkeit sichergestellt.
Bisherige Redundanzverfahren beruhen auf Mechanismen, bei denen sich die Netzkomponenten (Switches,
Bridges) untereinander abstimmen und den besten Kommunikationspfad für den Normalbetrieb finden.
Bei einem Fehler, z.B. in einem Kabel, einem Lichtwellenleiter oder bei Ausfall eines Switches wird die
Unterbrechung erkannt und alternative Pfade im Netzwerk werden gefunden und durchgeschaltet. Während
dieses Umschaltvorgangs kann keine Kommunikation stattfinden. Abhängig von Größe und Konfiguration des
Ethernet-Netzwerks kann dieser Zustand zwischen 10 ms und ca. 1 s andauern. Eine Protokollerweiterung im
Endgerät selbst ist hier nicht erforderlich, da das Protokoll in den Switches implementiert ist.
PRP verfolgt einen anderen Ansatz.
Das Redundanzverfahren wird im Endgerät selbst generiert. Das Verfahren ist einfach: Das redundante
Endgerät hat 2 Ethernet-Schnittstellen mit gleicher Adresse (DAN, Double Attached Node). Dann wird der
gleiche Frame mit PRP (parallel) über 2 getrennte Netzwerke geschickt. Beide Frames werden durch eine
Sequenznummer eindeutig identifiziert.
Der Empfänger nimmt die Information, die er als erstes erhält, und speichert deren ID an Hand der Quellad-
resse und der Sequenznummer in einem Duplikatefilter. Dadurch erkennt der Empfänger die 2., redundante
Information und verwirft diese. Diese redundante Information wird dann verworfen.
Wenn der 1. Frame ausbleibt, dann kommt der 2. Frame mit der gleichen Information über das andere Netz-
werk. Diese Redundanz vermeidet eine Umschaltung des Netzwerkes und ist deswegen unterbrechungsfrei.
Das Endgerät leitet keine Frames an das andere Netzwerk weiter.
Da dieses Verfahren in der Ethernet-Schicht realisiert ist (gleiche MAC-Adresse), ist es für alle Ethernet-Nutzda-
tenprotokolle (IEC 61850, DNP, andere TCP/IP-basierte Protokolle) transparent und nutzbar.
Darüber hinaus ist es möglich, eines der 2 Netzwerke für die Übertragung von nicht redundanten Frames
zu nutzen. Dazu schließt man ein SAN (Single Attached Node)-Gerät an ein Netzwerk an. Dabei kann ein
PRP-Endgerät mit einem SAN-Endgerät (nicht redundant) kommunizieren. Wenn Sie ein SAN-Endgerät redun-
dant an ein PRP-System anschließen wollen, dann verwenden Sie eine sog. REDBOX (Redundancy Box). Diese
REDBOX stellt die PRP-Funktionalität extern als Vorschaltgerät zur Verfügung. Allerdings hat das PRP-Verfahren
auch einen Nachteil: Sie erkaufen sich die erhöhte Redundanzfunktion mit den Kosten eines doppelten Netz-
werkes (2x Switches, Kabel).
HINWEIS
i i
Beide Netzwerke dürfen nicht verbunden sein, da sonst eine Ethernet-Doppeladressierung stattfindet und
dies zu Fehlfunktionen führen kann!
Es gibt 2 Versionen von PRP: PRP-0 sowie den Nachfolger PRP-1. Siemens implementiert PRP-1.
SIPROTEC 5, Communication Protocols, Handbuch
C53000-L1800-C055-H, Ausgabe 07.2023
Zusätzliche Ethernet-Dienste
10.9 PRP
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