08.06.2021
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Estritamente de acordo com o protocolo

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As aplicações ferroviárias estão se tornando cada vez mais complexas. Florian Einböck, do Gerenciamento de Produtos da Frauscher, explica em uma entrevista como os protocolos de software de alto desempenho garantem a comunicação essencial e sem problemas entre os sistemas.

comunicação digital só se torna possível com a implementação dos protocolos relevantes, o que, dessa forma, confere a eles um papel fundamental.
Florian Einböck Product Management

Hoje em dia, é impossível imaginar a indústria ferroviária sem digitalização e rede. Que papel os protocolos de software desempenham em tudo isso?

O uso de dados digitais abriu uma ampla gama de aplicações novas e aprimoradas para a indústria ferroviária. Isso facilitou a troca mútua de uma ampla variedade de informações entre os sistemas. Mas essa transferência de dados precisa de mais do que apenas interfaces adequadas. A comunicação digital só se torna possível com a implementação dos protocolos relevantes, o que, dessa forma, confere a eles um papel fundamental.

Portanto, a seleção do protocolo de software ideal deve ser levada em consideração na fase de planejamento do projeto. Você pode adotar um protocolo que já está sendo usado no sistema ou na alimentação existente ou desenvolver um protocolo completamente novo ou um que seja incomum ao sistema. Em qualquer caso, diferentes fatores influenciam esta decisão.

Muitos integradores de sistema já estão usando protocolos específicos. O que eles devem considerar ao fazer as adaptações se novos componentes forem integrados?

Já implementamos vários projetos em que essa mesma abordagem foi escolhida. Isso nos permitiu reunir uma experiência valiosa na interação e compatibilidade de protocolos e interfaces. Por isso, sabemos que é imprescindível um conhecimento preciso das especificações dos respectivos protocolos, por exemplo, sobre o processo de inicialização. Os pré-requisitos básicos também devem ser atendidos no nível do hardware. A adaptação de protocolos existentes pode, portanto, incorrer em custos consideráveis, dependendo dos requisitos.

Mas se um integrador de sistema implementou um protocolo de segurança próprio para realizar a comunicação entre intertravamentos ou para se comunicar com os elementos localizados no campo, então, por exemplo, a conexão de um contador de eixos ou solução de rastreamento por meio desse mesmo protocolo será a solução mais simples e eficaz para o integrador de sistema em questão. Isso garante que dados adicionais possam ser facilmente integrados ao ambiente de sistema existente e, então, processados posteriormente.

E quais são as opções se não houver protocolo?

Nesse caso, você geralmente reverte para os protocolos existentes, que, no entanto, ainda não foram usados com o sistema existente e que, desse modo, também devem ser adaptados de acordo. Para aplicações no setor ferroviário, isso também significa levar em consideração as normas e requisitos relevantes. Como o sistema de transferência de dados está geralmente exposto a uma ampla gama de ameaças, deve ser possível identificar os erros de mensagem listados na EN 50159. No passado, foram desenvolvidos inúmeros protocolos padronizados e proprietários que incorporavam os recursos de segurança correspondentes. Os protocolos padronizados, como UNISIG, Subset-098 ou EULYNX, são em sua maioria muito complexos, os quais resultariam em uma implementação com despesas consideráveis.

Os protocolos proprietários estão disponíveis em formas simples e complexas. Com frequência, eles passaram por desenvolvimentos que geram despesas indiretas parcialmente desnecessárias e que são transportadas. As especificações podem estar disponíveis, mas muitas vezes carecem de questões adicionais que devem ser consideradas na fase de implementação. Entretanto, o principal problema está relacionado ao direito de implementar esse protocolo em primeiro lugar e, em seguida, de usá-lo.

Então, o protocolo Frauscher Safe Ethernet FSE foi desenvolvido tendo como pano de fundo essas diferentes opções?

Sim, com certeza. Em um primeiro momento, o objetivo do trabalho no FSE foi desenvolver um protocolo de software específico para ferrovias. Com base em UDP/IP, a comunicação é facilitada entre dois pontos, atendendo aos requisitos da CENELEC SIL 4 e EN 50159 Categoria 2.

Isso acelera significativamente a integração de novos componentes em vários projetos. Um máximo de 512 bytes de dados da aplicação podem ser transmitidos. Além das informações de até 40 cabeças de contagem ou 80 seções de trilhos por meio de apenas uma placa de comunicação, tal medida inclui dados de reinicialização e informações de E/S do intertravamento para a placa de comunicação. Também há suporte para placas ou estruturas de rede redundantes.

O desenvolvimento do protocolo de software FSE como formato Ethernet aconteceu há vários anos. Quais foram os motivos da escolha deste formato naquela época e quais as vantagens que ele apresenta ainda hoje?

O que nos convenceu foi a maneira como o formato era difundido e ainda é: Ethernet pode ser usada como padrão na maioria das redes existentes, sem custos adicionais de hardware. No que diz respeito à utilização no setor ferroviário, em particular, vários benefícios apontam para o formato Ethernet. Isso inclui uma conexão extremamente segura que garante a transmissão de dados em alta velocidade até a transmissão em tempo real.

Além de que a conexão de grande estabilidade garante que praticamente nenhum dado seja perdido. O vasto espaço de endereçamento permite que muitos participantes tenham acesso simultâneo. Além disso, também é possível transmitir vários dados através de uma rede na qual diferentes meios de transferência de dados, como cabos, fibras ópticas e rádio podem ser combinados.

O protocolo Frauscher Safe Ethernet FSE já se afirmou muitas vezes:

  • Protocolo de software específico para ferrovias disponível gratuitamente
  • Rápida integração e extensão do sistema
  • Transmissão bidirecional
  • Conjuntos de dados livremente definíveis podem ser transmitidos

Como a Frauscher disponibiliza este protocolo para seus clientes e parceiros?

Discutimos isso exaustivamente. Com o foco voltado aos clientes em suas necessidades, entendemos a importância das interfaces Ethernet e da troca de dados, também em um nível seguro. Isso nos levou à decisão unânime de disponibilizar gratuitamente o FSE para várias aplicações, o que mais uma vez está alinhado com a filosofia da Frauscher: Ambas as partes devem se beneficiar das parcerias e colaborações abertas com os usuários, especificamente através da troca de informações e utilização prática.

Até agora, o protocolo FSE foi implementado com sucesso em quatro plataformas PLC diferentes. Isso nos permitiu implementar mais de 100 projetos de clientes para várias aplicações. Essas soluções agora estão sendo usadas em todo o mundo. Em outras 40 empresas, o trabalho de implementação dessas soluções ou já foi iniciado em plataformas de hardware adicionais ou já teve sua implementação concluída. De modo geral, as informações relativas ao protocolo foram discutidas até agora com mais de 150 partes interessadas para explorar o potencial em várias aplicações.

E embora o protocolo tenha sido desenvolvido especificamente para a transmissão de dados de contagem de eixos, seus recursos benéficos também permitiram que ele fosse usado para transferir dados de outros tipos. Nós também estamos aprendendo algo a cada nova implementação. Para receber as informações disponíveis gratuitamente sobre o protocolo FSE, basta entrar em contato conosco. Uma vez que detalhes como o propósito pretendido e quaisquer possíveis adaptações tenham sido esclarecidos, podemos começar com o trabalho de implementação, juntos e com uma abordagem completamente flexível, mas sempre estritamente de acordo com o protocolo.

O FSE permite que uma série de informações seja transmitida

  • Informações sobre o estado do trecho da via (FMA)
  • Número atual de eixos em uma seção de via
  • Indicação do comprimento do trem
  • Direção
  • Velocidade
  • Diâmetro do rodeiro
  • Informações de E/S do AEB/IO-EXB
  • Byte de teste
  • Outros conjuntos de dados livremente definíveis

Por fim, você poderia nos fornecer uma visão e perspectiva sobre os desenvolvimentos e prioridades futuras?

Como já mencionei, estamos agregando aprendizado a cada nova implementação para desenvolver e melhorar nossos produtos continuamente. Embora soe como uma palavra de ordem que está em alta em nossos dias, abordar a digitalização com todas as suas implicações também significa para nós definir a segurança cibernética ou a resiliência da rede como uma prioridade para nos mantermos no caminho certo e até mesmo à frente.

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