Протокол синхронизации времени PTP

Данный протокол обеспечивает высокую точность синхронизации времени, которая достигается путем фиксации меток времени сообщений синхронизации PTP на интерфейсах Ethernet на аппаратном уровне. Использование этих данных позволяет учитывать времена распространения сообщений синхронизации по сети и их обработки серверами времени и клиентами. Процедура проставления меток времени на аппаратном уровне не оказывает влияния на функционирование других коммуникационных протоколов, существующих в рассматриваемой сети Ethernet, поэтому этот же порт может использоваться для трансляции данных согласно протоколам стандарта МЭК 61850 и другим коммуникационным протоколам. Наличие возможности проставлять метки времени на аппаратном уровне приводит к значительному удорожанию коммутаторов Ethernet. Что касается поддержки протокола PTP в устройствах РЗА, то лишь последние модификации устройств некоторых фирм-производителей поддерживают данный протокол, иногда это доступно лишь только в качестве опции.

Протокол PTP обеспечивает возможность наличия в сети нескольких устройств, способных выступать в качестве серверов времени; при этом предполагается, что все они участвуют в голосовании между собой на выбор самых точных часов – гроссмейстерских. Если вдруг гроссмейстерские часы отказывают или же ухудшаются показатели их функционирования, роль гроссмейстерских часов на себя могут взять другие часы, претендующие на эту роль. Количество времени, которое уходит на данную процедуру, может быть различным, однако если настройки протокола PTP (также именуемые профилем) оптимизированы для его применения на объектах электроэнергетики, то на это уходит не более 5 секунд.

Протокол PTP является чрезвычайно гибким и может быть использован в различных областях, где требуется временная синхронизация, обеспечивая точность до 10 нс.

Более высокая точность стала достижимой с появлением второй версии протокола, в которой было введено понятие прозрачных часов, роль которых выполняют коммутаторы Ethernet. Прозрачные часы осуществляют измерение времени прохождения сообщений синхронизации через коммутаторы, которое может изменяться в зависимости от информационной загрузки сети. Информация об измеренном времени передается другим устройствам на пути распространения сообщения синхронизации. Указанный механизм позволяет достичь высокой точности синхронизации времени в рамках локальной сети Ethernet. Использование прозрачных часов означает, что сообщения протокола синхронизации PTP не требуют приоритезации относительно другого трафика, имеющегося в сети, что упрощает процесс проектирования сети и настройки сетевого оборудования.

Обеспечение резервирования передачи данных

Цифровые сети Ethernet становятся неотъемлемой частью систем автоматизации электрических станций и подстанций. Большей частью, это обусловлено началом широкого применения протоколов обмена данными стандарта МЭК 61850 для обмена данными между интеллектуальными электронными устройствами (ИЭУ).

Повреждение линий связи в сети Ethernet подстанции может приводить к отказу обмена данными между ИЭУ и, как следствие, к некорректной работе системы.

Для исключения нарушения обмена данными в сетях Ethernet могут быть применены различные протоколы резервирования:

· Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP);

· Parallel Redundancy Protocol (PRP);

· High Availability Seamless Ring (HSR).

Поддержка указанных протоколов резервирования должна осуществляться коммуникационными интерфейсами устройств релейной защиты, автоматики и управления.

Выбор того или иного протокола резервирования передачи данных должен осуществляться исходя из требований стандарта МЭК 61850 и сопровождающих его документов в части допустимых времен восстановления связи между устройствами.