SCADA — IEC 61850-5 §13.7

IEC 61850 <span>GOOSE</span> Latenz

End-to-End-Budget gem. IEC 61850-5 §13.7 · PRP/HSR Redundanz · LWL-Budget · Bandbreite

Netzwerkkonfiguration

Leistungsklasse

Typ 1A = ≤3 ms (Schutz), 1B = ≤10 ms, 2 = ≤100 ms, 3 = ≤500 ms.

LAN Topologie

PRP und HSR bieten null Wiederherstellungszeit gem. IEC 62439-3. RSTP-Wiederherstellung 50–200 ms.

HSR-Ring Knotenanzahl

nodes

Schlechtester Pfad durchläuft N/2 Knoten.

Switch-Hopanzahl

hops

Anzahl verwalteter Ethernet-Switches im schlimmsten GOOSE-Pfad.

Switch-Modus

Cut-through-Switches haben geringere Latenz.

Verbindungskapazität

1 Gbps Standard für Schutz-LAN.

Längster Faserweg

Einmodenfaser Ausbreitung: 5 µs/km.

Lichtleitbudget

SFP Tx-Leistung

dBm

Typischer SFP: −8 dBm.

SFP Rx-Empfindlichkeit

dBm

Typischer SFP: −25 dBm.

Steckverbinderpaare

pairs

0,5 dB pro Paar.

Spleißungen

Verlust pro Spleißung

Typische Schweißspleißung: 0,1 dB.

Faserdämpfung

dB/km

@1310 nm, OS2 Einmodenfaser: 0,35 dB/km.

Bandbreite

GOOSE Publisher Datensätze

Pro IED. ~12,8 kbps Burst pro Datensatz.

Sampled Value Merging Units

~38 Mbps pro MU.

Ergebnisse

—

Latenzbudget — IEC 61850-5 §13.7

Budget (Typ)—

t_pa — Publisher-Verarbeitung—

t_pn — Switch-Hops—

t_ta — Faserausbreitung—

t_tb — Subscriber-Verarbeitung—

t_total — End-to-End Gesamt —

Reserve —

Redundanz — IEC 62439-3

Topology—

Recovery time—

Lichtleitbudget

Verfügbare Leistung—

Steckerverlust—

Spleißverlust—

Faserdämpfung—

Verbindungsreserve —

3 dB Minimum erforderlich

Bandbreitenauslastung

GOOSE Burst-Last—

Sampled Value Last—

Auslastung —

≤ 60% empfohlen

Normenreferenzen

IEC 61850-5:2013 §13.7 — GOOSE performance classes and end-to-end timing budget
IEC 61850-90-4:2020 §6.4 — Network engineering guideline for substation LAN
IEC 62439-3:2021 §4 (PRP) and §5 (HSR) — Seamless redundancy protocols
IEEE 802.1Q — VLAN traffic segregation for protection and process data

FAQ

IEC 61850-5:2013 §13.7.2 definiert Typ 1A als ≤3 ms End-to-End für Schutz-GOOSE-Nachrichten.

PRP nutzt zwei parallele LANs — null Wiederherstellungszeit, verdoppelt Bandbreite. HSR nutzt einen einzelnen Ring — null Wiederherstellungszeit, niedrigere Kosten. RSTP (50–200 ms) ist nicht geeignet für Typ 1A/1B.

Mindestens 3 dB Betriebsreserve erforderlich für Alterung, Verschleiß und Reparaturspleißungen über 25-jährige Lebensdauer.

Jeder GOOSE-Datensatz überträgt 8 Rahmen × ~200 Bytes = ~12,8 kbps Burst. Sampled Values: ~38 Mbps pro Merging Unit.

132-kV-Freiluftanlage: Sternnetz mit 1-Gbps-Switches pro Feld, HSR oder PRP Backbone. 400-kV-GIS: Prozessbus mit IEDs direkt am HSR-Ring.

IEC 61850-5:2013 §13.7, IEC 61850-90-4:2020 (Netztechnik-Leitfaden), IEC 62439-3:2021 (PRP und HSR).