di
Paolo Ferrari
Soluzioni di ridondanza
per il futuro (prossimo)
uello della ridon-
danza a livello di rete
è un tema molto im-
portante per garan-
tire la disponibilità
dei sistemi di auto-
mazione industriale.
E, dal momento che
nel campo dell’au-
tomazione di fabbrica le tecnologie
Industrial Ethernet si stanno sosti-
tuendo sempre più a quelle dei bus di
campo tradizionali, si sta ovviamente
diffondendo l’idea che si possano ap-
plicare, anche per quanto concerne
la ridondanza, delle soluzioni stan-
dard pensate per le reti Ethernet. Del
resto, sebbene l’intera famiglia dei
protocolli contemplati dallo standard
Ieee 802.1 (ossia le tecnologie legate
a Ethernet) sia ormai diventata di co-
mune impiego nel settore dell’auto-
mazione, rimane il fatto, specialmente
nel caso della ridondanza, che queste
tecnologie standardizzate non sono
state inizialmente progettate per es-
sere applicate al mondo manifattu-
riero. Un classico esempio di questa
situazione è costituito dal protocollo
Rstp (Rapid spanning tree protocol),
che è stato originariamente creato
per evitare la circolazione infinita dei
pacchetti Ethernet in reti in cui esi-
sta più di un percorso tra la fonte e la
destinazione del trasferimento. Rstp
blocca tutti i possibili percorsi a ecce-
zione di quello primario. Ciò significa
che se un link o un nodo sul percorso
attivo si guasta, verrà attivato un altro percorso dopo un certo tempo di riconfi-
gurazione. L’impiego di Rstp porta però con sé alcuni svantaggi. Prima di tutto,
si tratta di un protocollo distribuito, che crea una topologia ad albero in una
rete semi-meshed/fully-meshed: il primo problema è rappresentato dal fatto
che, quando una struttura ad albero viene creata, i collegamenti che non sono
presenti nella struttura (cioè quelli logicamente bloccati per evitare la prolife-
razione dei messaggi) restano inutilizzati e si sprecano risorse. La ridondanza
diventa così un ‘bene di lusso’, perché i collegamenti
supplementari e le porte sono comunque necessari (con
un aumento di costo) ma rimangono inutilizzati. Un se-
condo problema è dato dal fatto che con Rstp occorre del
tempo prima che tutti i nodi abbiano raggiunto il con-
senso dopo un evento che alteri la topologia del sistema
e, soprattutto, tale tempo non ha un limite superiore fa-
cilmente calcolabile (il che si traduce in poche garanzie
di tempo reale). Poiché dunque il tempo di riconfigurazione può essere troppo
lungo per vari scenari industriali, con conseguente inaccettabile perdita di dati,
per l’automazione industriale si sono cercate e impiegate altre soluzioni, sempre
basate su Ethernet. L’High Availability (norma IEC 62439) per le reti di automa-
zione è volta a fornire soluzioni di ridondanza in grado di soddisfare requisiti,
anche impegnativi, di disponibilità a livello industriale. Allo stato dei fatti, però,
la norma IEC 62439 è una raccolta di molte tecnologie in cui ognuna è in genere
supportata solo da pochi fornitori; inoltre, vi sono alcuni problemi di compati-
bilità con lo standard Ieee 802.1 che possono limitare l’applicabilità generale di
queste soluzioni. Estremamente interessante è invece la nuova tecnologia SPB
(Shortest Path Bridging), definita nella Ieee 802.1aq [10]. SPB è una tecnologia
emergente che sembra avere un grande potenziale per il mondo dell’automa-
zione industriale. Il concetto di base di questa tecnologia consiste nel fatto che
tutti i nodi di una rete SPB sanno sempre come si può raggiungere un nodo
di destinazione e sanno anche se vi sono diversi modi di raggiungere una de-
stinazione. Grazie a questo principio è possibile realizzare non solo procedure
di commutazione veloci ed efficienti dopo i guasti, ma soprattutto soluzioni di
ridondanza in parallelo, dove gli eventuali percorsi multipli vengono utilizzati
sempre, trasportando le stesse informazioni contemporaneamente, sfruttando
di fatto tutti gli elementi presenti nella rete, senza spreco di investimenti. Alla
luce di tutto ciò possiamo dire che, se gli sforzi di standardizzazione all’interno
di Ieee avranno successo, SPB avrà un’alta probabilità di cambiare il modo stesso
di fare networking nel mondo dell’automazione industriale.
AO
IL PUNTO
Comitato tecnico di Automazione Oggi
LUGLIO-AGOSTO 2014
AUTOMAZIONE OGGI 374
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