PRP vs. HSR: Choosing the Right Redundancy Protocol for Your Substation Network
En la era de las subestaciones digitales y las infraestructuras de misión crítica, la fiabilidad de la red ya no es un lujo, sino una necesidad operativa. Los tiempos de inactividad imprevistos pueden provocar costosas interrupciones, riesgos para la seguridad e incluso fallos en cascada de la red. Por eso, elegir el mecanismo de redundancia de red adecuado es una de las decisiones más estratégicas que deben tomar los ingenieros y arquitectos de redes al diseñar sistemas sensibles al tiempo.
En este ámbito destacan dos tecnologías clave: PRP (Protocolo de Redundancia Paralela) y HSR (Redundancia sin fisuras de alta disponibilidad)-ambas estandarizadas en IEC 62439-3. Aunque ambas aspiran a un tiempo de recuperación cero, sus arquitecturas, costes y casos de uso ideales difieren. Este artículo explica ambas en profundidad y presenta una nueva generación de servidores de tiempo diseñados teniendo en cuenta estas tecnologías.
Por qué es importante la redundancia en las redes de subestaciones
En las subestaciones modernas basadas en IEC 61850, la infraestructura de comunicaciones sustenta los sistemas de protección, control y monitorización. Cualquier interrupción en el flujo de paquetes de datos críticos para el funcionamiento -como los valores muestreados o los mensajes GOOSE- puede comprometer la integridad de todo el sistema. Ahí es donde la redundancia sin fisuras se vuelve crucial.
A diferencia de los métodos de redundancia convencionales, que introducen retrasos en la recuperación cuando se produce un fallo, PRP y HSR son tecnologías de recuperación en tiempo cero. Garantizan la entrega de datos incluso cuando falla parte de la red, sin almacenamiento en búfer, reencaminamiento ni retransmisión.
Protocolo de Redundancia Paralela (PRP)
El PRP se basa en la idea de dos redes Ethernet separadas e independientes (LAN A y LAN B), normalmente dispuestas en topología de estrella. Cada trama de datos se duplica y se transmite simultáneamente a través de ambas LAN. El dispositivo de destino recibe ambas tramas, acepta la primera y descarta la duplicada.
Ventajas del PRP:
- Tiempo de conmutación cero (redundancia sin fisuras)
- Separación física completa de las vías de comunicación
- Compatibilidad con dispositivos no PRP a través de RedBoxes o conexiones únicas a una LAN
- Ecosistema maduro para empresas de servicios públicos y operadores de sistemas de transmisión
- Escalabilidad - PRP se escala de la misma forma que las redes LAN normales
Desventajas de la PRP:
- Requiere doble cableado e infraestructura de red
- Mayores costes iniciales debido a la arquitectura LAN dual
La PRP es una opción excelente para las redes a nivel de bus de estación en subestaciones a gran escala, entornos de control centralizado o aplicaciones que ya tienen o necesitan redes redundantes.
Redundancia sin fisuras de alta disponibilidad (HSR)
En cambio, HSR utiliza una topología en anillo, en la que cada nodo envía tramas duplicadas en ambas direcciones alrededor del anillo. Cuando falla una ruta, la otra garantiza la entrega ininterrumpida. A diferencia de la PRP, la HSR funciona en una sola LAN, lo que la hace atractiva para instalaciones compactas o sensibles a los costes.
Ventajas del TAV:
- Tiempo de recuperación cero
- Se necesitan menos conmutadores y cables (enfoque de una sola LAN)
- No se necesitan conmutadores de red
- Especialmente adecuado para dispositivos de borde y subestaciones compactas
Desventajas del TAV:
- El eslabón más débil de la cadena (el anillo) define la fuerza de la cadena (el rendimiento de todo el anillo).
- No escalable
El HSR se utiliza habitualmente en aplicaciones de bus de proceso puro en subestaciones de distribución, subestaciones compactas y automatización industrial en tiempo real, donde la sencillez, el bajo coste y la fiabilidad son igualmente críticos y la escalabilidad no es un problema
Caso práctico real: Cuándo elegir PRP frente a HSR
- Deberías elegir PRP si...
- Necesitas aislamiento físico entre dos redes
- Tu sistema necesita escalar
- ...como una gran subestación con amplio espacio de bastidores
- Deberías elegir HSR si...
- Necesitas una forma rentable de mantener una alta disponibilidad
- Estás diseñando una red compacta con pocos nodos
En los entornos híbridos, muchos operadores despliegan PRP en el bus de estación (nivel de control) y HSR en el bus de proceso (nivel de bahía), maximizando los puntos fuertes de ambos protocolos.
El Mobatime DTS 4163.grandmaster: Redundancia sin compromiso
Pocos dispositivos del mercado de servidores horarios admiten tanto PRP como HSR de forma nativa. El DTS 4163.grandmaster de MOBATIME cambia eso.
Diseñado para aplicaciones de alta disponibilidad, el DTS 4163.grandmaster incorpora soporte de hardware tanto para PRP como para HSR, lo que proporcionaa los integradores y operadores de sistemas la flexibilidad necesaria para adaptarse a cualquier topología de red sin necesidad de cajas de redundancia externas.
Características principales del DTS 4163.grandmaster:
- Compatibilidad nativa con PRP y HSR para el cumplimiento de la norma IEC 62439-3
- PTP Grandmaster (IEEE 1588-2019 ) con timestamping por hardware y servidor NTP
- Diseñado para la automatización de subestaciones IEC 61850
- Fuentes de alimentación dobles e interfaces de red redundantes
- Fácil integración en redes tanto de zonas industriales como de zonas verdes
- 4 puertos de red con capacidad PTP para utilizarlos como cliente o servidor
Este nivel de flexibilidad integrada hace que el DTS 4163.grandmaster sea una opción convincente para los operadores de energía, redes eléctricas y ferrocarriles.
Prepara tu infraestructura para el futuro
La capacidad de soportar tanto PRP como HSR ya no es una capacidad de nicho: es un marcador de infraestructura preparada para el futuro. El DTS 4163.grandmaster te permite hacer evolucionar tu red sin replantearte la distribución del tiempo.
Tanto si actualizas un sistema antiguo como si construyes uno nuevo, la redundancia debe estar integrada, no atornillada. Visita la página del producto DTS 4163.grandmaster para explorar las especificaciones detalladas.
