PRP

Wat is PRP?

PRP (Parallel Redundancy Protocol) is een Ethernet-redundantieprotocol uit de norm IEC 62439-3 waarbij elk apparaat ieder frame tegelijk over twee volledig gescheiden netwerken verstuurt, zodat de uitval van één netwerk geen enkel frame kost en de hersteltijd nul is. De ontvanger gebruikt het eerste exemplaar dat binnenkomt en gooit het duplicaat weg. PRP wordt toegepast waar zelfs een onderbreking van enkele milliseconden onacceptabel is, zoals in digitale onderstations volgens IEC 61850, energievoorziening, spoorwegen en kritische procesautomatisering.

🧠 Hoe werkt PRP?

Een PRP-netwerk bestaat uit twee parallelle, onafhankelijke netten: LAN A en LAN B. Er is geen enkele verbinding tussen de twee, zodat een storing in het ene net het andere niet kan raken. De redundantie zit niet in de switches, maar in de eindapparaten:

1. Dubbel aangesloten - een PRP-apparaat heeft twee netwerkpoorten, één naar LAN A en één naar LAN B
2. Dubbel verzenden - de PRP-laag in het apparaat stuurt elk frame tegelijk via beide poorten
3. Markeren - aan elk frame wordt een Redundancy Control Trailer (RCT) toegevoegd met een volgnummer en de netwerkaanduiding
4. Eerste accepteren, tweede weggooien - de ontvanger herkent het paar aan bronadres en volgnummer, geeft het eerste door aan de applicatie en verwijdert het tweede
5. Geen omschakeling - valt LAN A uit, dan komen de frames gewoon via LAN B binnen; er is geen failover en dus geen hersteltijd

Omdat beide netten altijd actief zijn, merkt de applicatie niets van een kabelbreuk of een uitgevallen switch. Dat maakt PRP geschikt voor verkeer dat geen pakketverlies verdraagt, zoals GOOSE-berichten tussen beveiligingsrelais.

🔧 Welke apparaten en frame-onderdelen kent PRP?

De trailer staat aan het eind van het frame. Apparaten zonder PRP zien die zes bytes als opvulling en negeren ze, zodat gewone apparaten en PRP-apparaten op hetzelfde net kunnen bestaan. Wel moeten switches en oudere apparaten frames tot 1528 bytes accepteren, omdat de RCT een maximaal frame net iets langer maakt.

Doordat elk apparaat supervisieframes ontvangt, ziet beheersoftware direct wanneer een pad uitvalt. Dat is belangrijk: een storing in LAN A is voor de applicatie onzichtbaar, maar moet wel snel worden hersteld, anders draait de installatie ongemerkt zonder redundantie.

🕰️ Hoe heeft PRP zich ontwikkeld?

PRP en zijn ringvormige broertje HSR zijn ontwikkeld door leveranciers aan de energiesector, onder wie Hirschmann, ABB, Siemens, Alstom en RuggedCom (inmiddels onderdeel van Siemens).

PRP-0 en PRP-1 hebben een verschillend frameformaat. Nieuwe apparatuur gebruikt PRP-1; bij een uitbreiding van een oudere installatie moet u controleren welke versie de bestaande apparaten spreken.

🔄 Wat is het verschil tussen PRP, HSR, MRP en RSTP?

PRP en HSR sturen alles dubbel en schakelen dus nooit om. MRP, RSTP en DLR blokkeren een pad en activeren dat pas bij een storing, waardoor er tijdens het herstel frames verloren gaan.

PRP is flexibel: elk van de twee netten mag een eigen topologie hebben en mag intern zelf weer RSTP of MRP gebruiken. HSR bespaart switches, maar de ring draagt al het verkeer dubbel. In grotere installaties worden beide gecombineerd via RedBoxen. Een breder overzicht staat bij Ring Redundancy.

🏭 Waar wordt PRP in de praktijk gebruikt?

• Digitale onderstations - IEC 61850 noemt PRP en HSR als redundantieprotocollen voor stations- en procesbus; IED’s wisselen er beveiligingsberichten en meetwaarden uit
• Energie en netbeheer - besturing van hoogspanningsstations, waar communicatie met SCADA en beveiligingen niet mag haperen
• Procesindustrie - controlenetwerken rond DCS- en PLC-systemen in chemie en olie en gas
• Gesynchroniseerde aandrijvingen - Drives in drukpersen en vermogensomvormers die geen gemiste cyclus verdragen
• Spoor en infrastructuur - seinsystemen en tunnelbesturing

PRP werkt op laag 2 en is transparant voor de protocollen erboven. Alles wat over Industrial Ethernet loopt, van OPC UA tot IEC 61850 GOOSE, profiteert dus zonder aanpassing. In het Purdue Model vindt u PRP vooral op niveau 0 tot en met 2: veld-, besturings- en supervisienetwerken.

Voor tijdkritische toepassingen moet ook de klok redundant zijn. IEC 62439-3 bevat daarom in bijlage C een profiel voor het Precision Time Protocol over PRP en HSR. De variant voor de energiesector is overgenomen als IEC/IEEE 61850-9-3 en haalt een nauwkeurigheid van ongeveer 1 microseconde.

🧭 Hoe ontwerpt u een PRP-netwerk?

1. Bepaal wat redundant moet zijn - alleen verkeer dat geen onderbreking verdraagt rechtvaardigt een dubbel netwerk; de rest kan via MRP of RSTP
2. Bouw twee netten die echt onafhankelijk zijn - aparte switches, aparte voedingen en bij voorkeur gescheiden kabeltracés, zodat één brand of graafincident niet beide raakt
3. Verbind LAN A en LAN B nooit - een koppeling tussen beide netten veroorzaakt lussen en dubbele frames en maakt de redundantie ongedaan
4. Sluit enkelvoudige apparaten aan via een RedBox - engineeringlaptops, camera’s of oudere relais
5. Controleer framegrootte en versie - switches moeten frames tot 1528 bytes doorlaten; meng PRP-0 en PRP-1 niet ongemerkt
6. Bewaak beide netten - gebruik de supervisieframes en de foutentellers van de apparaten; een uitgevallen pad moet tot een melding leiden
7. Test bij de oplevering - trek een kabel uit LAN A en daarna uit LAN B en controleer dat de applicatie niets merkt en de monitoring wel alarmeert

Houd er rekening mee dat PRP geen bescherming biedt tegen uitval van het eindapparaat zelf. Daarvoor zijn redundante controllers of hoge-beschikbaarheidsoplossingen nodig. Elk extra netwerkcomponent kan bovendien defect raken; omdat storingen voor de applicatie onzichtbaar blijven, zijn regelmatige controles en onderhoud juist belangrijker.

🔐 Hoe beveiligt u een PRP-netwerk?

PRP verhoogt de beschikbaarheid, maar niet de beveiliging. Er zit geen authenticatie of versleuteling in het protocol, en een aanvaller die toegang heeft tot één van de netten kan supervisieframes of verkeer vervalsen.

• Beveilig beide netten gelijkwaardig - met firewalls, ACL’s en VLAN’s; een zwakker LAN B is een open achterdeur
• Monitor beide kanalen - stuur logs en meldingen naar een SIEM of OT SOC en gebruik netwerkmonitoring op beide netten; Wireshark kan PRP-supervisieframes ontleden
• Beperk toegang - met RBAC op het beheer van switches en RedBoxen en fysieke beveiliging van kasten en vrije poorten
• Pas segmentatie toe - volgens zones en conduits uit IEC 62443, waarbij beide PRP-netten in dezelfde zone vallen
• Beheer configuraties identiek - wijzigingen op LAN A en LAN B tegelijk doorvoeren en vastleggen

Netbeheerders en veel andere energiebedrijven vallen onder de Cyberbeveiligingswet, die op 15 augustus 2026 in werking is getreden. Een redundant netwerk helpt aan de continuïteitseisen te voldoen, maar vervangt geen risicobeoordeling of beveiligingsmaatregelen.

❓ Veelgestelde vragen

Waar staat PRP voor?

PRP staat voor Parallel Redundancy Protocol, een redundantieprotocol voor Ethernet uit de norm IEC 62439-3. PRP verstuurt elk frame tegelijk over twee gescheiden netwerken, zodat de uitval van één netwerk geen onderbreking veroorzaakt.

Heeft PRP echt nul hersteltijd?

Ja, PRP heeft een hersteltijd van nul omdat er nooit hoeft te worden omgeschakeld. Beide netwerken dragen permanent al het verkeer en de ontvanger gebruikt simpelweg het exemplaar dat via het werkende netwerk binnenkomt.

Wat is een RedBox bij PRP?

Een RedBox (Redundancy Box) is een apparaat dat gewone apparaten met één netwerkpoort aansluit op beide PRP-netwerken. De RedBox verstuurt hun frames dubbel en verwijdert duplicaten, zodat ook apparaten zonder PRP-ondersteuning redundant bereikbaar zijn.

Mogen LAN A en LAN B bij PRP met elkaar verbonden worden?

Nee, de twee PRP-netwerken mogen nergens met elkaar verbonden zijn. Een koppeling veroorzaakt lussen en dubbel verkeer en maakt de onafhankelijkheid ongedaan, waardoor één storing toch beide paden kan raken.

Wat is het verschil tussen PRP en HSR?

PRP gebruikt twee gescheiden netwerken met normale switches, HSR stuurt frames in beide richtingen door één ring van HSR-apparaten. Beide komen uit IEC 62439-3 en hebben nul hersteltijd; PRP schaalt beter, HSR is goedkoper omdat er geen tweede netwerk nodig is.

Werkt PRP met elk industrieel protocol?

Ja, PRP werkt op laag 2 van het OSI-model en is daardoor transparant voor bovenliggende protocollen. IEC 61850, OPC UA, Modbus TCP en andere Ethernet-protocollen profiteren van PRP zonder dat de applicatie iets hoeft te weten.

📌 Samengevat

PRP is het Ethernet-redundantieprotocol uit IEC 62439-3 dat elk frame over twee gescheiden netwerken verstuurt en daardoor zonder hersteltijd en zonder pakketverlies blijft werken bij uitval van één netwerk. De prijs is een volledig dubbel netwerk; ontwerp beide netten echt onafhankelijk, bewaak ze allebei en beveilig ze even goed, want PRP verhoogt de beschikbaarheid maar niet de beveiliging.