RAPIEnet

RAPIEnet(Real-time Automation Protocols for Industrial Ethernet)은 실시간 데이터 전송을 위한 대한민국 최초의 산업용 이더넷 국제표준규격이다.

 이더넷 기반의 실시간성을 보장하는 산업용 네트워크.LS산전에서 독자 개발한 통신방식으로, 대한민국 최초로 산업용 통신망이 국제표준으로 등록되어 있다. (IEC 61158-3-21: 2010, IEC 61158-4-21: 2010, IEC 61158-5-21: 2010, IEC 61158-6-21: 2010, IEC 61784-2: 2010)

 두개의 포트의 이더넷 스위치를 기기에 내장하여 별도의 외장 스위치 없이 데이지 체인 방식으로 네트워크 확장을 이루고, 유연한 설치가 용이하며 배선 절감 효과를 가지고 있다.

 100Mbps/1Gbps 전송속도 및 전기/광 미디어를 혼용하여 사용할 수 있다.

 전송방법으로는 Unicast, Multicast, Broadcast기능을 지원한다.

 "Store & Forward”와 “Cut Through”기능을 지원한다.

취득 규격(국내/외)

국제 취득 규격 
 IEC 61158-3-21: 2010, Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 3-21: Data-link layer service definition - Type 21 elements. 
 IEC 61158-4-21: 2010, Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 4-21: Data-link layer protocol specification - Type 21 elements. 
 IEC 61158-5-21: 2010, Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 5-21: Application layer service definition - Type 21 elements. 
 IEC 61158-6-21: 2010, Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 6-21: Application layer protocol specification - Type 21 elements. 
 IEC 61784-2: 2010, Industrial communication networks - Profiles - Part 2: Additional fieldbus profiles for real-time networks based on ISO/IEC 8802-3. 
 IEC 62439-7, Industrial communication networks - High availability automation networks - Part 7: Ring-based Redundancy Protocol (RRP)

국내 취득 규격 
 KSCIEC 61158-3-21 : 계측제어를 위한 디지털 데이터 통신-산업제어시스템에서 사용되는 필드버스-제3부:데이터링크 서비스 정의
 KSCIEC 61158-4-21 : 계측제어를 위한 디지털 데이터 통신-산업제어시스템에서 사용되는 필드버스-제4부:데이터링크 프로토콜 규격
 KSCIEC 61158-5-21 : 계측제어를 위한 디지털 데이터 통신-산업제어시스템에서 사용되는 필드버스-제5부:응용계층 서비스 정의
 KSCIEC 61158-6-21 : 계측제어를 위한 디지털 데이터 통신-산업제어시스템에서 사용되는 필드버스-제6부:응용계층 프로토콜 규격
출처 = KATS(지식경제부 기술표준원)

RAPIEnet 기술

프로토콜 스택 구조

내장 듀얼 포트 스위치 동작 

 실시간 데이터 전송을 위해 하드웨어 기반으로 처리되는 내장스위치를 채택하였다.
 전이중 통신을 지원하여 링형 토폴로지로 연결된 경우 각 노드가 이중화된 연결경로를 갖고 있다.

프레임 포맷 

 RAPIEnet Ether type: 0x88FE

토폴로지

복구 시스템 
 내장스위치와 전이중 통신방식으로 인해 이중화 연결경로를 가지며, 통신장애에 대한 내성을 갖고 있다, 이를 통해 빠른 장애복구 능력을 가진다.
 - 복구 시간 < 10 ms

 디바이스1에서 디바이스3으로 신호를 전달한다.
 디바이스2와 디바이스3 사이에 fault발생.
 디바이스2에서 디바이스1로 문제가 발생했음을 전달한다.
 디바이스1에서 반대방향으로 디바이스3에게 신호를 전달한다.

Flexible Hybrid Structure 

 Fiber Optics/Copper Media
 - Copper: 낮은 설치 비용이 들지만 노이즈가 상대적으로 크다.
 - Optics: 높은 설치 비용이 들지만 노이즈가 적으며 상대적으로 배선거리가 길다.
 각각의 장단점을 가진 두 가지의 회선을 복합적으로 사용하여 간편하고 효율적인 배선을 할 수 있다.

RAPIEnet을 이용한 시스템 구성도

기타

추가 진행 중인 국제표준 
 IEC 61784-5-17, Industrial communication networks - Profiles - Part 5-17: Installation of fieldbuses - Installation profiles for CPF 17 (2012년 IEC 국제표준 등록 예정)

각주 

이더넷
컴퓨터 네트워크
산업용 이더넷