Browse Prior Art Database

Bandbreitenoptimierung der Querkommunikation in IEC 61850 Netzwerken

IP.com Disclosure Number: IPCOM000180639D
Original Publication Date: 2009-Mar-27
Included in the Prior Art Database: 2009-Mar-27
Document File: 5 page(s) / 428K

Publishing Venue

Siemens

Related People

Juergen Carstens: CONTACT

Abstract

In Schaltanlagen wird zunehmend der IEC 61850 Standard eingesetzt (IEC: International Electrotechnical Commission). Ein Dienst des Standards, das GOOSE-Protokoll, ermoeglicht den Austausch von Informationen zwischen Feldgeraeten (IED) in einem Ethernet-Netzwerk ueber Multicast-MAC-Adressen (GOOSE: Generic Object Oriented Substation Events, MAC: Media Access Control). Die Kommunikation mithilfe von Multicast-Mac-Adressen wird auch Querkommunikation genannt. Informationen werden hierbei mittels spezieller Telegramme verschickt, die auf der zweiten Schicht des Ethernets aufsetzen. Die Telegramme werden systembedingt an jeden Ethernet-Port von Teilnehmern verschickt und falls keine besonderen Hardware-Filter eingebaut sind, auch dort mitgehoert. Die steigende Anzahl an Geraeten, die fuer die Querkommunikation eingesetzt werden und die Zunahme an Informationen, die ueber die Querkommunikation uebertragen werden, fuehren zu einer starken Netzwerkbelastung. Insbesondere bei Statusaenderungen ergibt sich ein sprunghafter Anstieg der Netzlast durch die Multicast-Uebertragung, da die Telegramme haeufig wiederholt werden. Um die Netzwerkbelastung zu vermindern, wurden bisher, und auch nur in Einzelfaellen, die Multicast-MAC-Adressen manuell in sogenannte Multicast-Filtertabellen eingetragen. Telegramme mit MAC-Adressen wurden schliesslich nur an bestimmte Ports weitergeleitet. Die Ports der dazugehoerigen Netzwerkkomponente wirken dabei als Separatoren. Allerdings erfordert diese Loesung fuer die Steuerung des Telegrammverkehrs einen hohen Aufwand hinsichtlich der Einstellung der Parameter in den Netzwerkkomponenten.

This text was extracted from a PDF file.
At least one non-text object (such as an image or picture) has been suppressed.
This is the abbreviated version, containing approximately 42% of the total text.

Page 1 of 5

Bandbreitenoptimierung der Querkommunikation in IEC 61850 Netzwerken

Idee: Norbert Schuster, DE-Nuernberg; Markus Spangler, DE-Nuernberg

In Schaltanlagen wird zunehmend der IEC 61850 Standard eingesetzt (IEC: International Electrotechnical Commission). Ein Dienst des Standards, das GOOSE-Protokoll, ermoeglicht den Austausch von Informationen zwischen Feldgeraeten (IED) in einem Ethernet-Netzwerk ueber Multicast-MAC-Adressen (GOOSE: Generic Object Oriented Substation Events, MAC: Media Access Control). Die Kommunikation mithilfe von Multicast-Mac-Adressen wird auch Querkommunikation genannt. Informationen werden hierbei mittels spezieller Telegramme verschickt, die auf der zweiten Schicht des Ethernets aufsetzen. Die Telegramme werden systembedingt an jeden Ethernet-Port von Teilnehmern verschickt und falls keine besonderen Hardware-Filter eingebaut sind, auch dort mitgehoert. Die steigende Anzahl an Geraeten, die fuer die Querkommunikation eingesetzt werden und die Zunahme an Informationen, die ueber die Querkommunikation uebertragen werden, fuehren zu einer starken Netzwerkbelastung. Insbesondere bei Statusaenderungen ergibt sich ein sprunghafter Anstieg der Netzlast durch die Multicast-Uebertragung, da die Telegramme haeufig wiederholt werden. Um die Netzwerkbelastung zu vermindern, wurden bisher, und auch nur in Einzelfaellen, die Multicast-MAC-Adressen manuell in sogenannte Multicast-Filtertabellen eingetragen. Telegramme mit MAC-Adressen wurden schliesslich nur an bestimmte Ports weitergeleitet. Die Ports der dazugehoerigen Netzwerkkomponente wirken dabei als Separatoren. Allerdings erfordert diese Loesung fuer die Steuerung des Telegrammverkehrs einen hohen Aufwand hinsichtlich der Einstellung der Parameter in den Netzwerkkomponenten.

Daher werden folgende neuartige Loesungen vorgeschlagen:

1. In Multicast-Separatoren, z.B. dem speziellen Ethernet-Switch oder andere Geraete mit dieser Filterung, wird fuer jeden Port die Moeglichkeit bereitgestellt, die speziellen Telegramme weiterzuleiten oder zu sperren. Der Anwender hingegen muss nur den GOOSE sperren bzw. fuer einen Port des Separators global freigeben. Es erweist sich hierbei als vorteilhaft, dass alle Anwender, auch spezielle Netzwerkkenntnisse, alle GOOSE-Telegrame an den Ports der Separatoren freigeben bzw. sperren koennen.

2. In den Multicast-Separatoren wird fuer jeden Port die Moeglichkeit angeboten, Telegramme weiterzuleiten oder zu sperren. Es koennen einschraenkend einzelne Multicast-Adressen aktiviert werden, fuer die diese Regel nicht gilt. Damit koennen einzelne Telegramme aus einem getrennten Bereich ausgeleitet werden, wie beispielsweise fuer den stationsuebergreifenden Informationsaustausch. Da die Adressbaender eingegeben werden, faellt die Eingabe einzelner Adressen weg. Des Weiteren wird der Parametrieraufwand deutlich reduziert. Zude...