맨위로가기

RAPIEnet

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
목차

1. 개요

RAPIEnet은 실시간 통신을 위해 개발된 이더넷 기반의 산업용 네트워크 기술이다. 국제 표준 이더넷 기술을 기반으로 하며, 데이터 링크 계층 및 응용 계층 프로토콜을 정의한다. 내장 듀얼 포트 스위치를 통해 실시간 데이터 전송을 지원하고, 링형 토폴로지에서 통신 장애 발생 시에도 시스템 안정성을 유지한다. 구리선과 광케이블을 혼합하여 사용할 수 있는 유연한 네트워크 구성을 지원하며, IEC 및 KSCIEC 규격을 취득했다. RAPIEnet은 다양한 산업 현장에서 시스템 구성에 사용될 수 있으며, 설치 및 배선 간소화, 100Mbit/s - 1Gbit/s 전송 속도 지원, 다양한 전송 모드 지원 등의 특징을 갖는다.

더 읽어볼만한 페이지

  • 산업용 이더넷 - 이더넷/IP
    이더넷/IP는 산업 자동화를 위한 산업용 네트워크 프로토콜로, UDP, TCP 기반 메시징과 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트 통신을 지원하며 ODVA에서 관리하는 CIP 네트워크 중 하나이다.
  • 산업용 이더넷 - EtherCAT
    EtherCAT은 산업 자동화를 위해 개발된 이더넷 기반 통신 프로토콜로, 빠른 사이클 타임, 높은 대역폭 활용률, 정밀한 장치 간 동기화 및 다양한 네트워크 토폴로지 지원을 특징으로 한다.
  • 이더넷 - 기가비트 이더넷
    기가비트 이더넷은 1 Gbit/s의 전송 속도를 지원하는 이더넷 표준으로, 광섬유 및 UTP 케이블을 통해 다양한 기기에 적용되어 광대역 인터넷과 기업 네트워크의 주요 기술로 사용되었으나, 더 빠른 이더넷 기술의 발전으로 비중은 줄어들고 있지만 비용 효율성과 호환성으로 인해 중요한 역할을 지속할 것으로 예상된다.
  • 이더넷 - 네트워크 인터페이스 컨트롤러
    네트워크 인터페이스 컨트롤러(NIC)는 컴퓨터를 네트워크에 연결하는 하드웨어 구성 요소이며, 다양한 네트워크 표준을 지원하고, 최근에는 성능 향상 기술과 가상 네트워크 인터페이스를 지원하기도 한다.
  • 컴퓨터 네트워크 - NORSAR
    NORSAR는 노르웨이 셸러에 위치한 지진 연구 및 데이터 센터이며, 기초 지진학 연구, 소프트웨어 개발, 석유 산업 컨설팅 등의 활동을 수행하며, 포괄적 핵실험 금지 조약을 위한 노르웨이 국가 데이터 센터 역할을 수행한다.
  • 컴퓨터 네트워크 - 라우터
    라우터는 네트워크 간 데이터 패킷을 전달하는 네트워크 장비로, ARPANET의 IMP에서 시작하여 다양한 종류로 발전해 왔으며, 최신 네트워크 기술과 함께 네트워크의 확장성, 안정성 및 효율성을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다.
RAPIEnet

2. RAPIEnet 기술

RAPIEnet은 국제 표준 이더넷 기술(ISO/IEC 8802-3)을 기반으로 개발된 산업용 이더넷 프로토콜이다. 실시간 데이터 전송의 신뢰성과 정시성을 보장하기 위해 여러 독자적인 기술을 적용하고 있다.

핵심 기술 중 하나는 하드웨어 기반으로 처리되는 내장 듀얼 포트 스위치이다. 이 스위치는 추가적인 외부 장비 없이 데이지 체인 방식으로 네트워크를 쉽게 확장할 수 있게 하며, 데이터 처리 지연을 최소화한다. 또한, 전이중 통신을 지원하여 링형 토폴로지 구성 시 통신 경로 이중화를 가능하게 한다.

링형 토폴로지와 내장 스위치의 결합은 RAPIEnet의 중요한 특징인 빠른 네트워크 복구 기능을 제공한다. 네트워크 일부 구간에 장애가 발생하더라도, 시스템은 자동으로 대체 경로를 통해 통신을 유지하며, 이때 복구 시간은 10ms 미만으로 매우 짧다.[1] 이는 산업 현장에서 요구되는 높은 수준의 시스템 안정성과 가용성을 만족시킨다.

RAPIEnet은 표준 이더넷 프레임 포맷(ISO/IEC 8802-3)을 따르며, 고유한 Ether Type 값(0x88FE)을 사용한다.[4][20] 더불어, 비용 효율적인 구리선과 노이즈에 강하고 장거리 전송에 유리한 광케이블을 함께 사용할 수 있는 유연한 하이브리드 구조를 지원하여, 다양한 설치 환경과 요구 조건에 맞춰 최적의 네트워크를 구축할 수 있도록 한다.

2. 1. 프로토콜 스택 구조

RAPIEnet은 국제 표준 이더넷 기술(ISO/IEC 8802-3)을 기반으로 하며, 실시간 통신을 위한 데이터 링크 계층 및 응용 계층 프로토콜을 정의한다.

그림 1. RAPIEnet 프로토콜 스택 구조

2. 2. 내장 듀얼 포트 스위치 동작

그림 2. RAPIEnet 내장 듀얼 포트 스위치 동작


RAPIEnet은 실시간 데이터 전송을 위해 하드웨어 기반으로 처리되는 내장 스위치를 채택하였다. 2개의 포트가 있는 내장형 이더넷 스위치는 추가적인 외부 스위치 없이 데이지 체인 방식으로 네트워크 확장을 가능하게 하여, 설치 및 배선을 간소화한다.[1]

또한, 전이중 통신을 지원하여 링형 토폴로지로 연결된 경우 각 노드가 이중화된 연결 경로를 갖게 된다. 내장 스위치와 전이중 방식을 통해 이중 링크 경로 및 통신 결함 허용 능력을 갖춰 빠른 복구 기능을 제공하며, 이때 복구 시간은 10ms 미만이다.[1]

그림 6. 링형 토폴로지에서의 RAPIEnet 복구 시스템


RAPIEnet 내장 스위치는 다음과 같은 기능을 지원한다.

  • 전송 속도 및 매체: 100Mbit/s부터 1Gbit/s까지의 전송 속도를 지원하며, 전기적 매체와 광학 매체를 함께 사용할 수 있다.[1][3]
  • 전송 모드: 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트 전송 모드를 지원한다.[1]
  • 스위칭 방식: Store & Forward 및 Cut Through 스위칭을 지원한다.[1]

2. 3. 프레임 포맷

그림 3. ISO/IEC 8802.3 기반의 RAPIEnet 프레임 포맷


RAPIEnet은 ISO/IEC 8802.3 표준을 따르는 프레임 포맷을 사용한다. RAPIEnet Ether Type은 0x88FE로 정의된다.[4][20]

2. 4. 토폴로지

그림 4. RAPIEnet 선형(체인) 토폴로지


그림 5. RAPIEnet 링형 토폴로지


RAPIEnet은 토폴로지로 선형(Linear 또는 Chain) 방식과 링형(Ring) 방식을 지원한다.

특히 링형 토폴로지는 내장된 스위치와 전이중 통신 방식을 통해 이중화된 통신 경로를 제공한다. 이를 통해 통신 중 일부 구간에 결함이 발생하더라도 통신 단절 없이 데이터를 전송할 수 있는 결함 허용(Fault Tolerance) 능력을 갖추고 있다.

링형 토폴로지에서 통신 오류 발생 시 복구 과정은 다음과 같다.

# 특정 장치(예: 장치 1)에서 다른 장치(예: 장치 3)로 신호를 전송한다.

# 전송 경로 중간(예: 장치 2와 장치 3 사이)에 오류가 발생한다.

# 오류를 감지한 장치(예: 장치 2)는 인접한 장치(예: 장치 1)로 오류 발생 사실을 알린다.

# 신호를 보냈던 장치(예: 장치 1)는 다른 경로를 통해 목적지 장치(예: 장치 3)로 신호를 다시 전송한다.

이러한 빠른 복구 기능 덕분에 통신 단절 시간은 10ms 미만으로 매우 짧다.[1]

2. 5. 복구 시스템

RAPIEnet은 내장된 스위치와 전이중 통신 방식을 채택하여 링형 토폴로지 구성 시 이중화된 통신 경로를 확보한다. 이러한 구조는 특정 구간에서 통신 장애가 발생하더라도 전체 네트워크의 안정성을 유지하는 데 기여하며, 장애 발생 시 10ms 이내의 빠른 시간 안에 자동으로 통신 경로를 복구하는 능력을 갖추고 있다.[1]

링형 토폴로지 환경에서 RAPIEnet의 장애 복구 과정은 다음과 같이 이루어진다.

# 특정 장치(예: 디바이스1)에서 다른 장치(예: 디바이스3)로 신호를 정상적으로 전송한다.

# 전송 경로 상의 특정 구간(예: 디바이스2와 디바이스3 사이)에서 통신 장애(fault)가 발생한다.

# 장애 지점 인근의 장치(예: 디바이스2)는 장애 발생을 감지하고, 신호 송신 장치(예: 디바이스1)에 장애 발생 사실을 알린다.

# 장애 발생 보고를 받은 장치(예: 디바이스1)는 즉시 기존 경로 대신 예비 경로(반대 방향)를 통해 목적지 장치(예: 디바이스3)로 신호를 재전송하여 통신을 복구한다.

2. 6. Flexible Hybrid Structure

그림 7. RAPIEnet 유연 하이브리드 구조


RAPIEnet은 서로 다른 특징을 가진 전송 매체인 구리선과 광케이블을 함께 사용할 수 있는 유연한 네트워크 구조를 지원한다.

각 매체의 주요 특징은 다음과 같다.

  • '''구리선''': 설치 비용이 상대적으로 낮다는 장점이 있지만, 노이즈에 취약하다.
  • '''광케이블''': 설치 비용은 구리선보다 높지만, 노이즈의 영향이 거의 없고 더 먼 거리까지 신호를 안정적으로 전송할 수 있다.


RAPIEnet은 이처럼 장단점이 다른 두 가지 매체를 필요에 따라 혼합하여 사용할 수 있게 함으로써, 사용 환경에 최적화된 효율적인 네트워크 배선을 가능하게 한다. 이를 통해 비용 효율성과 안정성을 동시에 확보할 수 있다.

3. 취득 규격(국내/외)

RAPIEnet은 국제 표준과 국내 표준 규격을 모두 취득하였다. 국제적으로는 IEC에서 관련 규격을 제정하였으며, 국내에서는 KS 규격(KSCIEC)으로 채택되었다. 상세한 규격 목록은 아래 하위 섹션에서 확인할 수 있다.

3. 1. 국제 취득 규격


  • IEC 61158-3-21: 2019, 산업 통신 네트워크 - 필드버스 규격 - 파트 3-21: 데이터 링크 계층 서비스 정의 - 유형 21 요소.[13]
  • IEC 61158-4-21: 2019, 산업 통신 네트워크 - 필드버스 규격 - 파트 4-21: 데이터 링크 계층 프로토콜 규격 - 유형 21 요소.[14]
  • IEC 61158-5-21: 2019, 산업 통신 네트워크 - 필드버스 규격 - 파트 5-21: 애플리케이션 계층 서비스 정의 - 유형 21 요소.[15]
  • IEC 61158-6-21: 2019, 산업 통신 네트워크 - 필드버스 규격 - 파트 6-21: 애플리케이션 계층 프로토콜 규격 - 유형 21 요소.[16]
  • IEC 61784-2: 2010, 산업 통신 네트워크 - 프로파일 - 파트 2: ISO/IEC 8802-3 기반 실시간 네트워크를 위한 추가 필드버스 프로파일.[17]
  • IEC 62439-7: 2011, 산업 통신 네트워크 - 고가용성 자동화 네트워크 - 파트 7: 링 기반 중복 프로토콜 (RRP).[18]

3. 2. 국내 취득 규격

4. 기타

(내용 없음)

4. 1. 추가 진행 중인 국제표준


  • IEC 61784-5-17, 산업 통신망 - 프로파일 - 파트 5-17: 필드버스 설치 - CPF 17 설치 프로파일 (2012년 IEC 국제 표준 등록 예정)[21][10]

5. RAPIEnet을 이용한 시스템 구성도

그림 8. RAPIEnet을 이용한 시스템 구성도

6. 특징


  • 2개의 포트가 있는 내장형 이더넷 스위치는 추가적인 외부 스위치 없이 데이지 체인 방식으로 네트워크 확장을 가능하게 하여, 설치 및 배선을 간소화한다.[1]
  • 100Mbit/s - 1Gbit/s의 전송 속도를 지원하며, 전기적 매체와 광학 매체를 함께 사용할 수 있다.[1][3]
  • 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트와 같은 전송 모드를 지원한다.[1]
  • "Store & Forward" 및 "Cut Through" 스위칭을 지원한다.[1]

참조

[1] 문서 IEC 61158-4-21: 2010 http://webstore.iec.[...]
[2] 뉴스 RAPIEnet related articles http://www.upkorea.n[...]
[3] 문서 ISO/IEC 8802-3: 2000 http://webstore.iec.[...]
[4] 웹사이트 IEEE - Ether type https://standards-ou[...]
[5] 문서 IEC 61158-3-21: 2010 http://webstore.iec.[...]
[6] 문서 IEC 61158-5-21: 2010 http://webstore.iec.[...]
[7] 문서 IEC 61158-6-21: 2010 http://webstore.iec.[...]
[8] 문서 IEC 61784-2: 2010 http://webstore.iec.[...]
[9] 문서 IEC 62439-7 http://www.iec.ch/cg[...]
[10] 문서 IEC 61784-5-17 http://www.iec.ch/cg[...]
[11] 웹인용 RAPIEnet관련 보도자료 http://www.upkorea.n[...] 2011-07-29
[12] 문서 ISO/IEC 8802-3: 2000 http://webstore.iec.[...]
[13] 문서 IEC 61158-3-21: 2010 http://webstore.iec.[...]
[14] 문서 IEC 61158-4-21: 2010 http://webstore.iec.[...]
[15] 문서 IEC 61158-5-21: 2010 http://webstore.iec.[...]
[16] 문서 IEC 61158-6-21: 2010 http://webstore.iec.[...]
[17] 문서 IEC 61784-2: 2010 http://webstore.iec.[...]
[18] 문서 IEC 62439-7 http://www.iec.ch/cg[...]
[19] 웹사이트 KATS(지식경제부 기술표준원) http://www.kats.go.k[...]
[20] 웹사이트 IEEE - Ether type http://standards.iee[...]
[21] 문서 IEC 61784-5-17 http://www.iec.ch/cg[...]


본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com