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Please call 1-800-798-9296 if you have any questions.
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IEC 62439-1 Ed. 1.2 b:2016 Industrial communication networks - High availability automation networks - Part 1: General concepts and calculation methods, 2016

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IEC 62439-1 Ed. 1.2 b:2016 Industrial communication networks - High availability automation networks - Part 1: General concepts and calculation methods, 2016

Redline version [Go to Page]
English [Go to Page]
CONTENTS
FOREWORD
INTRODUCTION
1 Scope
2 Normative references
3 Terms, definitions, abbreviations, acronyms, and conventions [Go to Page]
3.1 Terms and definitions
3.2 Abbreviations and acronyms
3.3 Conventions [Go to Page]
3.3.1 General conventions
3.3.2 Conventions for state machine definitions
3.3.3 Conventions for PDU specification
3.4 Reserved network addresses
4 Conformance requirements (normative) [Go to Page]
4.1 Conformance to redundancy protocols
4.2 Conformance tests [Go to Page]
4.2.1 Concept
4.2.2 Methodology
4.2.3 Test conditions and test cases
4.2.4 Test procedure and measuring
4.2.5 Test report
5 Concepts for high availability automation networks (informative) [Go to Page]
5.1 Characteristics of application of automation networks [Go to Page]
5.1.1 Resilience in case of failure
5.1.2 Classes of network redundancy
5.1.3 Redundancy maintenance
5.1.4 Comparison and indicators
5.2 Generic network system [Go to Page]
5.2.1 Network elements
5.2.2 Topologies
5.2.3 Redundancy handling
5.2.4 Network recovery time
5.2.5 Diagnosis coverage
5.2.6 Failures
5.3 Safety
5.4 Security
6 Classification of networks (informative) [Go to Page]
6.1 Notation
6.2 Classification of robustness
7 Availability calculations for selected networks (informative) [Go to Page]
7.1 Definitions
7.2 Reliability models [Go to Page]
7.2.1 Generic symmetrical reliability model
7.2.2 Simplified symmetrical reliability model
7.2.3 Asymmetric reliability model
7.3 Availability of selected structures [Go to Page]
7.3.1 Single LAN without redundant leaves
7.3.2 Network without redundant leaves
7.3.3 Single LAN with redundant leaves
7.3.4 Network with redundant leaves
7.3.5 Considering second failures
7.4 Caveat
8 RSTP for High Availability Networks: configuration rules, calculation and measurement method for predictible recovery time [Go to Page]
8.1 General
8.2 Deployment and configuration rules for the ring topology
8.3 Calculations for fault recovery time in a ring [Go to Page]
8.3.1 Dependencies and failure modes
8.3.2 Calculations for non-considered failure modes
8.3.3 Calculations for the considered failure modes
8.4 Timing measurement method [Go to Page]
8.4.1 Measurement of TPA
8.4.2 Measurement of TL
8.4.3 Measurement of (TTC + TF)
8.4.4 System test example
8.5 RSTP topology limits and maximum recovery time [Go to Page]
8.5.1 RSTP protocol parameters
8.5.2 RSTP-specific terms and definitions
8.5.3 Example of a small RSTP tree
8.5.4 Assumption on TxHoldCount
8.5.5 Worst case topology and radius determination
8.5.6 Method to determine the worst case radius in case of a ring-ring architecture
8.5.7 Worst case radius of an optimized multilayer architecture
8.5.8 Approximated upper bond reconfiguration time for RSTP networks
Bibliography
Figures [Go to Page]
Figure 1 – Conformance test overview
Figure 2 – General network elements (tree topology)
Figure 3 – Link Redundancy Entity in a Doubly Attached Node (DAN)
Figure 4 – Example of tree topology
Figure 5 – Example of linear topology
Figure 6 – Example of ring topology
Figure 7 – Example of a partially meshed topology
Figure 8 – Example of fully meshed topology
Figure 9 – Single LAN structure without redundant leaf links
Figure 10 – Single LAN structure with redundant leaf links
Figure 11 – Redundant LAN structure without redundant leaf links
Figure 12 – Redundant LAN structure with redundant leaf links
Figure 13 – General symmetrical fault model
Figure 14 – Simplified fault model
Figure 15 – Asymmetric fault model
Figure 16 – Network with no redundancy
Figure 17 – Network with no single point of failure
Figure 18 – Network with resiliency to second failure
Figure 19 –Test rig for TPA measurement
Figure 20 –Test rig for TL measurement
Figure 21 –Test rig for (TTC + TF) measurement
Figure 22 –Test rig for system test
Figure 23 – Diameter and Bridge Max Age
Figure 24 – Worst path determination
Figure 25 – Example ring-ring topology
Figure 26 – Example multilayer topology
Tables [Go to Page]
Table 1 – Examples of application grace time
Table 2 – Examples of redundancy protocols
Table 3 – Code assignment for the field
Table 4 – Code assignment for the field
Table 5 – Code assignment for the field
Table 6 – Code assignment for the field
Français [Go to Page]
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS
1 Domaine d'application
2 Références normatives
3 Termes, définitions, abréviations, acronymes et conventions [Go to Page]
3.1 Termes et définitions
3.2 Abréviations et acronymes
3.3 Conventions [Go to Page]
3.3.1 Conventions générales
3.3.2 Conventions pour les définitions des diagrammes d’états
3.3.3 Conventions pour la spécification de PDU
3.4 Adresses réseau réservées
4 Exigences de conformité (normative) [Go to Page]
4.1 Conformité aux protocoles de redondance
4.2 Essais de conformité [Go to Page]
4.2.1 Concept
4.2.2 Méthodologie
4.2.3 Conditions et scénarios d'essai
4.2.4 Procédure d'essai et mesures
4.2.5 Rapport d'essai
5 Concepts pour des réseaux d'automatisme à haute disponibilité (informative) [Go to Page]
5.1 Caractéristiques d'application des réseaux d'automatisation [Go to Page]
5.1.1 Résilience en cas de défaillance
5.1.2 Classes de redondance de réseau
5.1.3 Maintenance de la redondance
5.1.4 Comparaison et indicateurs
5.2 Système du réseau générique [Go to Page]
5.2.1 Éléments du réseau
5.2.2 Topologies
5.2.3 Gestion de la redondance
5.2.4 Temps de reprise du réseau
5.2.5 Couverture de diagnostic
5.2.6 Défaillances
5.3 Sûreté
5.4 Sécurité
6 Classification de réseaux (informative) [Go to Page]
6.1 Notation
6.2 Classification de robustesse
7 Calculs de disponibilité pour les réseaux sélectionnés (informative) [Go to Page]
7.1 Définitions
7.2 Modèles de fiabilité [Go to Page]
7.2.1 Modèle de fiabilité générique symétrique
7.2.2 Modèle de fiabilité simplifié symétrique
7.2.3 Modèle de fiabilité asymétrique
7.3 Disponibilité des structures sélectionnées [Go to Page]
7.3.1 LAN simple sans feuilles redondantes
7.3.2 Réseau sans feuilles redondantes
7.3.3 LAN simple avec feuilles redondantes
7.3.4 Réseau avec feuilles redondantes
7.3.5 Considération de secondes défaillances
7.4 Mise en garde
8 RSTP pour des réseaux à haute disponibilité: règles de configuration, méthode de calcul et de mesure pour un temps de rétablissement prévisible [Go to Page]
8.1 Généralités
8.2 Règles de déploiement et de configuration pour la topologie en anneau
8.3 Calculs pour le temps de reprise de panne dans un anneau [Go to Page]
8.3.1 Dépendances et modes de défaillance
8.3.2 Calculs pour les modes de défaillance non considérés
8.3.3 Calculs pour les modes de défaillance considérés
8.4 Méthode de mesure de la synchronisation (timing) [Go to Page]
8.4.1 Mesure de TPA
8.4.2 Mesure de TL
8.4.3 Mesure de (TTC + TF)
8.4.4 Exemple d'essai de système
8.5 Limites de topologie RSTP et temps de rétablissement maximal [Go to Page]
8.5.1 Paramètres du protocole RSTP
8.5.2 Termes et définitions spécifiques à RSTP
8.5.3 Exemple d'arborescence RSTP de petite taille
8.5.4 Hypothèse relative à TxHoldCount
8.5.5 Topologie la plus défavorable et détermination du rayon
8.5.6 Méthode de détermination du rayon le plus défavorable en cas d'architecture anneau-anneau
8.5.7 Rayon le plus défavorable d'une architecture multicouche optimisée
8.5.8 Temps de reconfiguration approximatif de limite supérieure destiné aux réseaux RSTP
Bibliographie
Figures [Go to Page]
Figure 1 – Vue d'ensemble de l'essai de conformité
Figure 2 – Éléments du réseau général (topologie en arbre)
Figure 3 – Entité de redondance de liaison dans un nœud à double association (DAN)
Figure 4 – Exemple d'une topologie en arbre
Figure 5 – Exemple d'une topologie linéaire
Figure 6 – Exemple d'une topologie en anneau
Figure 7 – Exemple d'une topologie partiellement maillée
Figure 8 – Exemple d'une topologie entièrement maillée
Figure 9 – Structure de LAN simple sans liaisons en feuille redondantes
Figure 10 – Structure de LAN simple avec liaisons en feuille redondantes
Figure 11 – Structure de LAN redondant sans liaisons en feuille redondantes
Figure 12 – Structure de LAN redondant avec liaisons en feuille redondantes
Figure 13 – Modèle de panne générique symétrique
Figure 14 – Modèle de panne simplifié
Figure 15 – Modèle de panne asymétrique
Figure 16 – Réseau sans redondance
Figure 17 – Réseau sans point unique de défaillance
Figure 18 – Réseau avec une résilience à la deuxième défaillance
Figure 19 – Banc d'essai pour mesure de TPA
Figure 20 – Banc d'essai pour mesure de TL
Figure 21 – Banc d'essai pour mesure de (TTC + TF)
Figure 22 – Banc d'essai pour l'essai du système
Figure 23 – Diamètre et Bridge Max Age
Figure 24 – Détermination du chemin le plus défavorable
Figure 25 – Exemple de topologie anneau-anneau
Figure 26 – Exemple de topologie multicouche
Tableaux [Go to Page]
Tableau 1 – Exemples de temps de grâce d'applications
Tableau 2 – Exemples de protocoles de redondance
Tableau 3 – Affectation de code pour le champ
Tableau 4 – Affectation de code pour le champ
Tableau 5 – Affectation de code pour le champ
Tableau 6 – Affectation de code pour le champ
Final version [Go to Page]
English [Go to Page]
CONTENTS
FOREWORD
INTRODUCTION
1 Scope
2 Normative references
3 Terms, definitions, abbreviations, acronyms, and conventions [Go to Page]
3.1 Terms and definitions
3.2 Abbreviations and acronyms
3.3 Conventions [Go to Page]
3.3.1 General conventions
3.3.2 Conventions for state machine definitions
3.3.3 Conventions for PDU specification
3.4 Reserved network addresses
4 Conformance requirements (normative) [Go to Page]
4.1 Conformance to redundancy protocols
4.2 Conformance tests [Go to Page]
4.2.1 Concept
4.2.2 Methodology
4.2.3 Test conditions and test cases
4.2.4 Test procedure and measuring
4.2.5 Test report
5 Concepts for high availability automation networks (informative) [Go to Page]
5.1 Characteristics of application of automation networks [Go to Page]
5.1.1 Resilience in case of failure
5.1.2 Classes of network redundancy
5.1.3 Redundancy maintenance
5.1.4 Comparison and indicators
5.2 Generic network system [Go to Page]
5.2.1 Network elements
5.2.2 Topologies
5.2.3 Redundancy handling
5.2.4 Network recovery time
5.2.5 Diagnosis coverage
5.2.6 Failures
5.3 Safety
5.4 Security
6 Classification of networks (informative) [Go to Page]
6.1 Notation
6.2 Classification of robustness
7 Availability calculations for selected networks (informative) [Go to Page]
7.1 Definitions
7.2 Reliability models [Go to Page]
7.2.1 Generic symmetrical reliability model
7.2.2 Simplified symmetrical reliability model
7.2.3 Asymmetric reliability model
7.3 Availability of selected structures [Go to Page]
7.3.1 Single LAN without redundant leaves
7.3.2 Network without redundant leaves
7.3.3 Single LAN with redundant leaves
7.3.4 Network with redundant leaves
7.3.5 Considering second failures
7.4 Caveat
8 RSTP for High Availability Networks: configuration rules, calculation and measurement method for predictible recovery time [Go to Page]
8.1 General
8.2 Deployment and configuration rules for the ring topology
8.3 Calculations for fault recovery time in a ring [Go to Page]
8.3.1 Dependencies and failure modes
8.3.2 Calculations for non-considered failure modes
8.3.3 Calculations for the considered failure modes
8.4 Timing measurement method [Go to Page]
8.4.1 Measurement of TPA
8.4.2 Measurement of TL
8.4.3 Measurement of (TTC + TF)
8.4.4 System test example
8.5 RSTP topology limits and maximum recovery time [Go to Page]
8.5.1 RSTP protocol parameters
8.5.2 RSTP-specific terms and definitions
8.5.3 Example of a small RSTP tree
8.5.4 Assumption on TxHoldCount
8.5.5 Worst case topology and radius determination
8.5.6 Method to determine the worst case radius in case of a ring-ring architecture
8.5.7 Worst case radius of an optimized multilayer architecture
8.5.8 Approximated upper bond reconfiguration time for RSTP networks
Bibliography
Figures [Go to Page]
Figure 1 – Conformance test overview
Figure 2 – General network elements (tree topology)
Figure 3 – Link Redundancy Entity in a Doubly Attached Node (DAN)
Figure 4 – Example of tree topology
Figure 5 – Example of linear topology
Figure 6 – Example of ring topology
Figure 7 – Example of a partially meshed topology
Figure 8 – Example of fully meshed topology
Figure 9 – Single LAN structure without redundant leaf links
Figure 10 – Single LAN structure with redundant leaf links
Figure 11 – Redundant LAN structure without redundant leaf links
Figure 12 – Redundant LAN structure with redundant leaf links
Figure 13 – General symmetrical fault model
Figure 14 – Simplified fault model
Figure 15 – Asymmetric fault model
Figure 16 – Network with no redundancy
Figure 17 – Network with no single point of failure
Figure 18 – Network with resiliency to second failure
Figure 19 –Test rig for TPA measurement
Figure 20 –Test rig for TL measurement
Figure 21 –Test rig for (TTC + TF) measurement
Figure 22 –Test rig for system test
Figure 23 – Diameter and Bridge Max Age
Figure 24 – Worst path determination
Figure 25 – Example ring-ring topology
Figure 26 – Example multilayer topology
Tables [Go to Page]
Table 1 – Examples of application grace time
Table 2 – Examples of redundancy protocols
Table 3 – Code assignment for the field
Table 4 – Code assignment for the field
Table 5 – Code assignment for the field
Table 6 – Code assignment for the field
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SOMMAIRE
AVANT-PROPOS
1 Domaine d'application
2 Références normatives
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3.1 Termes et définitions
3.2 Abréviations et acronymes
3.3 Conventions [Go to Page]
3.3.1 Conventions générales
3.3.2 Conventions pour les définitions des diagrammes d’états
3.3.3 Conventions pour la spécification de PDU
3.4 Adresses réseau réservées
4 Exigences de conformité (normative) [Go to Page]
4.1 Conformité aux protocoles de redondance
4.2 Essais de conformité [Go to Page]
4.2.1 Concept
4.2.2 Méthodologie
4.2.3 Conditions et scénarios d'essai
4.2.4 Procédure d'essai et mesures
4.2.5 Rapport d'essai
5 Concepts pour des réseaux d'automatisme à haute disponibilité (informative) [Go to Page]
5.1 Caractéristiques d'application des réseaux d'automatisation [Go to Page]
5.1.1 Résilience en cas de défaillance
5.1.2 Classes de redondance de réseau
5.1.3 Maintenance de la redondance
5.1.4 Comparaison et indicateurs
5.2 Système du réseau générique [Go to Page]
5.2.1 Éléments du réseau
5.2.2 Topologies
5.2.3 Gestion de la redondance
5.2.4 Temps de reprise du réseau
5.2.5 Couverture de diagnostic
5.2.6 Défaillances
5.3 Sûreté
5.4 Sécurité
6 Classification de réseaux (informative) [Go to Page]
6.1 Notation
6.2 Classification de robustesse
7 Calculs de disponibilité pour les réseaux sélectionnés (informative) [Go to Page]
7.1 Définitions
7.2 Modèles de fiabilité [Go to Page]
7.2.1 Modèle de fiabilité générique symétrique
7.2.2 Modèle de fiabilité simplifié symétrique
7.2.3 Modèle de fiabilité asymétrique
7.3 Disponibilité des structures sélectionnées [Go to Page]
7.3.1 LAN simple sans feuilles redondantes
7.3.2 Réseau sans feuilles redondantes
7.3.3 LAN simple avec feuilles redondantes
7.3.4 Réseau avec feuilles redondantes
7.3.5 Considération de secondes défaillances
7.4 Mise en garde
8 RSTP pour des réseaux à haute disponibilité: règles de configuration, méthode de calcul et de mesure pour un temps de rétablissement prévisible [Go to Page]
8.1 Généralités
8.2 Règles de déploiement et de configuration pour la topologie en anneau
8.3 Calculs pour le temps de reprise de panne dans un anneau [Go to Page]
8.3.1 Dépendances et modes de défaillance
8.3.2 Calculs pour les modes de défaillance non considérés
8.3.3 Calculs pour les modes de défaillance considérés
8.4 Méthode de mesure de la synchronisation (timing) [Go to Page]
8.4.1 Mesure de TPA
8.4.2 Mesure de TL
8.4.3 Mesure de (TTC + TF)
8.4.4 Exemple d'essai de système
8.5 Limites de topologie RSTP et temps de rétablissement maximal [Go to Page]
8.5.1 Paramètres du protocole RSTP
8.5.2 Termes et définitions spécifiques à RSTP
8.5.3 Exemple d'arborescence RSTP de petite taille
8.5.4 Hypothèse relative à TxHoldCount
8.5.5 Topologie la plus défavorable et détermination du rayon
8.5.6 Méthode de détermination du rayon le plus défavorable en cas d'architecture anneau-anneau
8.5.7 Rayon le plus défavorable d'une architecture multicouche optimisée
8.5.8 Temps de reconfiguration approximatif de limite supérieure destiné aux réseaux RSTP
Bibliographie
Figures [Go to Page]
Figure 1 – Vue d'ensemble de l'essai de conformité
Figure 2 – Éléments du réseau général (topologie en arbre)
Figure 3 – Entité de redondance de liaison dans un nœud à double association (DAN)
Figure 4 – Exemple d'une topologie en arbre
Figure 5 – Exemple d'une topologie linéaire
Figure 6 – Exemple d'une topologie en anneau
Figure 7 – Exemple d'une topologie partiellement maillée
Figure 8 – Exemple d'une topologie entièrement maillée
Figure 9 – Structure de LAN simple sans liaisons en feuille redondantes
Figure 10 – Structure de LAN simple avec liaisons en feuille redondantes
Figure 11 – Structure de LAN redondant sans liaisons en feuille redondantes
Figure 12 – Structure de LAN redondant avec liaisons en feuille redondantes
Figure 13 – Modèle de panne générique symétrique
Figure 14 – Modèle de panne simplifié
Figure 15 – Modèle de panne asymétrique
Figure 16 – Réseau sans redondance
Figure 17 – Réseau sans point unique de défaillance
Figure 18 – Réseau avec une résilience à la deuxième défaillance
Figure 19 – Banc d'essai pour mesure de TPA
Figure 20 – Banc d'essai pour mesure de TL
Figure 21 – Banc d'essai pour mesure de (TTC + TF)
Figure 22 – Banc d'essai pour l'essai du système
Figure 23 – Diamètre et Bridge Max Age
Figure 24 – Détermination du chemin le plus défavorable
Figure 25 – Exemple de topologie anneau-anneau
Figure 26 – Exemple de topologie multicouche
Tableaux [Go to Page]
Tableau 1 – Exemples de temps de grâce d'applications
Tableau 2 – Exemples de protocoles de redondance
Tableau 3 – Affectation de code pour le champ
Tableau 4 – Affectation de code pour le champ
Tableau 5 – Affectation de code pour le champ
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