PRP vs. HSR : Choisir le bon protocole de redondance pour votre réseau de sous-stations
À l'ère des postes numériques et des infrastructures critiques, la fiabilité du réseau n'est plus un luxe, c'est une nécessité opérationnelle. Les temps d'arrêt non planifiés peuvent entraîner des perturbations coûteuses, des risques pour la sécurité et même des pannes de réseau en cascade. C'est pourquoi le choix du bon mécanisme de redondance du réseau est l'une des décisions les plus stratégiques que les ingénieurs et les architectes de réseau doivent prendre lorsqu'ils conçoivent des systèmes sensibles au facteur temps.
Deux technologies clés se distinguent dans ce domaine : PRP (Parallel Redundancy Protocol) et HSR (High-availability Seamless Redundancy)-toutes deux normalisées dans le cadre de la norme IEC 62439-3. Bien qu'elles visent toutes deux un temps de récupération nul, leurs architectures, leurs coûts et leurs cas d'utilisation idéaux diffèrent. Cet article explique les deux en profondeur et présente une nouvelle génération de serveurs de temps conçus avec ces technologies à l'esprit.
L'importance de la redondance dans les réseaux de sous-stations
Dans les sous-stations modernes basées sur la norme IEC 61850, l'infrastructure de communication sous-tend les systèmes de protection, de contrôle et de surveillance. Toute interruption dans le flux des paquets de données critiques pour l'exploitation - comme les valeurs échantillonnées ou les messages GOOSE - peut compromettre l'intégrité de l'ensemble du système. C'est là que la redondance transparente devient cruciale.
Contrairement aux méthodes de redondance conventionnelles qui introduisent des délais de récupération en cas de basculement, PRP et HSR sont des technologies de récupération en temps zéro. Elles garantissent la transmission des données même en cas de défaillance d'une partie du réseau, sans mise en mémoire tampon, ni réacheminement, ni retransmission.
Protocole de redondance parallèle (PRP)
La PRP repose sur l'idée de deux réseaux Ethernet distincts et indépendants (LAN A et LAN B), généralement disposés en étoile. Chaque trame de données est dupliquée et transmise simultanément sur les deux réseaux locaux. L'appareil de destination reçoit les deux trames, accepte la première et rejette la seconde.
Avantages du PRP :
- Temps de commutation nul (redondance sans faille)
- Séparation physique complète des voies de communication
- Compatibilité avec les dispositifs non-PRP par le biais de RedBox ou de connexions uniques à un réseau local.
- Un écosystème mature pour les services publics et les gestionnaires de réseaux de transmission
- Évolutivité - La PRP évolue de la même manière que les réseaux LAN ordinaires.
Inconvénients de la PRP :
- Nécessite un double câblage et une infrastructure de réseau
- Coûts initiaux plus élevés en raison de l'architecture double LAN
Le PRP convient parfaitement aux réseaux de niveau bus de station dans les grandes sous-stations, les environnements de contrôle centralisés ou les applications qui disposent déjà de réseaux redondants ou qui en ont besoin.
Redondance sans faille à haute disponibilité (HSR)
En revanche, le RSS utilise une topologie en anneau, où chaque nœud envoie des trames en double dans les deux sens autour de l'anneau. En cas de défaillance d'un chemin, l'autre assure une livraison ininterrompue. Contrairement à la PRP, le HSR fonctionne sur un seul réseau local, ce qui le rend intéressant pour les installations compactes ou sensibles aux coûts.
Avantages du TGV :
- Temps de récupération nul
- Moins de commutateurs et de câbles nécessaires (approche mono-réseau)
- Aucun commutateur de réseau n'est nécessaire
- Particulièrement adapté aux appareils périphériques et aux sous-stations compactes
Inconvénients du TGV :
- Le maillon le plus faible de la chaîne (l'anneau) définit la force de la chaîne (la performance de l'ensemble de l'anneau).
- Non extensible
Le HSR est couramment utilisé dans les applications de bus de processus purs dans les sous-stations de distribution, les sous-stations compactes et l'automatisation industrielle en temps réel, où la simplicité, le faible coût et la fiabilité sont tout aussi essentiels et où l'évolutivité n'est pas un problème.
Cas d'utilisation en situation réelle : Quand choisir la PRP ou la RSS
- Vous devriez choisir la PRP si...
- Vous avez besoin d'une isolation physique entre deux réseaux
- Votre système doit être évolutif
- ...comme une grande sous-station avec beaucoup d'espace de stockage
- Vous devriez choisir le TGV si...
- Vous avez besoin d'un moyen rentable de maintenir une haute disponibilité.
- Vous concevez un réseau compact avec peu de nœuds
Dans les environnements hybrides, de nombreux opérateurs déploient la PRP au niveau du bus de la station (niveau de contrôle) et le HSR au niveau du bus du processus (niveau de la baie), ce qui permet d'optimiser les points forts des deux protocoles.
Le Mobatime DTS 4163.grandmaster : La redondance sans compromis
Peu d'appareils sur le marché des serveurs de temps supportent à la fois PRP et HSR de manière native. Le DTS 4163.grandmaster de MOBATIME change la donne.
Conçu pour les applications à haute disponibilité, le DTS 4163.grandmaster est doté d'un support matériel intégré pour PRP et HSR, ce qui donne auxintégrateurs de systèmes et aux opérateurs la flexibilité nécessaire pour s'adapter à n'importe quelle topologie de réseau sans avoir besoin de boîtiers de redondance externes.
Caractéristiques principales du DTS 4163.grandmaster :
- Prise en charge native des PRP et HSR pour la conformité à la norme IEC 62439-3
- PTP Grandmaster (IEEE 1588-2019 ) avec horodatage matériel et serveur NTP
- Conçu pour l'automatisation des postes IEC 61850
- Double alimentation et interfaces réseau redondantes
- Intégration aisée dans les réseaux de sites industriels et de sites vierges
- 4 ports réseau compatibles PTP pour une utilisation en tant que client ou serveur
Ce niveau de flexibilité intégrée fait du DTS 4163.grandmaster un choix incontournable pour les opérateurs des secteurs de l'énergie, des réseaux électriques et des chemins de fer.
Protégez votre infrastructure pour l'avenir
La capacité de prendre en charge à la fois le PRP et le HSR n'est plus une capacité de niche - c'est un marqueur d'une infrastructure prête pour l'avenir. Le DTS 4163.grandmaster vous permet de faire évoluer votre réseau sans repenser votre distribution temporelle.
Que vous modernisiez un système vieillissant ou que vous en construisiez un nouveau, la redondance doit être intégrée, et non boulonnée. Visitez la page produit DTS 4163.grandmaster pour découvrir les spécifications détaillées.
