Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
La notion de performance dans la communication des réseaux locaux industriels est primordiale, notamment celle relative au temps, contrainte implacable. Ainsi, les aspects temporels sont à considérer en priorité dans la transmission de données. Cet article s’attarde sur les différents types de délais pouvant entourer cette transmission, qu’elle transite par des voies physiques ou par des voies logiques, tout protocole confondu. Pour illustrer au mieux cette approche méthodologique, il s’appuie sur quelques applications très concrètes.
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Jean-Pierre THOMESSE : Professeur des Universités (Institut national polytechnique de Lorraine)
INTRODUCTION
Ce dossier est consacré à l’étude du temps dans les réseaux locaux et spécifiquement dans les réseaux locaux industriels. La transmission de données nécessite différentes qualités de service selon les applications considérées, mais elle prend toujours du temps, alors que différentes contraintes de temps doivent être respectées. Les aspects temporels représentent ainsi un des éléments importants de la qualité de service. Le but de ce dossier est d’abord de présenter l’ensemble des délais qui composent le temps de transmission d’un message et qui sont responsables des retards, puis il indique comment évaluer les performances en s’appuyant sur quelques applications simplifiées tirées du monde réel. Ce dossier ne présente pas la modélisation des trafics par des lois d’arrivée probabilistes, ni la résolution des systèmes modélisés par des files d’attente.
On suppose connus les principes de base du modèle OSI. Toutefois deux encadrés rappellent quelques définitions pour éviter au lecteur d’aller les rechercher dans d’autres ouvrages. Si besoin était, les références bibliographiques fournissent les renseignements complémentaires soit d’ordre général, soit sur un protocole particulier.
Ce dossier est structuré comme suit. Un premier paragraphe rappelle quelques grands principes et l’importance de la notion de performance dans la communication.
Le second et le troisième paragraphes étudient respectivement les concepts de voie physique et de voie logique, composée de plusieurs voies physiques connectées par des stations intermédiaires. Les performances dépendent de façon importante des protocoles de Medium Access Control, ils sont étudiés au paragraphe 4.
Enfin, quelques applications sont étudiées dans le cadre d’une approche méthodologique.
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Voie physique
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1. Transmission de données
1.1 Histoire et notion de performances
La transmission de données est ancienne et a utilisé de nombreux supports. Les premiers supports utilisés étaient basés sur les sens humains, la voix et l’ouïe, la vision. Il suffit de se replonger dans les romans ou les bandes dessinées de notre enfance, pour rencontrer des systèmes de communication comme les signaux de fumée, le tam-tam, mais aussi dans les cours d’histoire ancienne, les feux des marins grecs, puis plus proche de nous, les sémaphores de Chappe* et les télégraphes de Morse**, de Baudot***, pour arriver aux inventions du téléphone, de la radio, de la télévision, du téléphone portable, etc.
* Claude Chappe (1763-1805) : Ingénieur français qui invente la télégraphie aérienne. La première ligne est ouverte entre Lille et Paris en 1794. L’histoire retient que le premier essai a permis l’annonce de la reprise de la ville de Condé-sur-l’Escaut sur les Autrichiens.
** Samuel Morse (1791-1872) : Peintre américain, inventeur du télégraphe électrique. C’est une rencontre fortuite avec Ampère, entre l’Europe et les États-Unis, en 1829, qui lui donne l’idée de son système. Il obtient son brevet en 1840 et en 1843 les crédits qui lui permettent d’installer la liaison Washington – Baltimore inaugurée le 24 mai 1844.
*** Émile Baudot (Ingénieur français, 1845-1903). On lui doit le télégraphe qui porte son nom, son brevet de télégraphie rapide date de juin 1874, il crée un alphabet à 5 signaux élémentaires. Le terme baud vient du nom de Émile Baudot.
Depuis que l’homme existe, il n’eut de cesse que tout fût mis en œuvre pour communiquer. Il a utilisé son intelligence et les technologies de son époque pour améliorer la communication avec ses semblables. L’avènement de l’informatique lui a fait développer la communication entre les machines qu’il avait conçues. Les réseaux d’ordinateurs se sont développés dès les années cinquante, en utilisant les infrastructures et les technologies de l’époque comme le téléphone, le télex…
Les problèmes techniques à résoudre ont de tout temps, été directement induits par les contraintes de la communication humaine. La première de ces contraintes était la portée maximale au‐delà de laquelle le signal n’est...
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Transmission de données
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BENDER (K.) - PROFIBUS, the fieldbus for industrial automation - . Prentice Hall International, 240 p. (1993).
-
(2) - BERARDINIS (L.) - SERCOS lights the way for digital drives - . Penton Publishing, Cleveland (1994).
-
(3) - CONTROLNET, ControlNet Specification - , release 2.0. ControlNet International (1997).
-
(4) - EHS, European Conference on Integrated Home Applications - , Amsterdam, Netherlands (13-15 janv. 1991).
-
(5) - GALARA (D.), THOMESSE (J.-P.) - Groupe de réflexion FIP. Proposition d’un système de transmission série multiplexée pour les échanges d’informations entre des capteurs, des actionneurs et des automates réflexes. - Ministère de l’Industrie et de la Recherche. Mai 1984, 56 p. Éd. KIRK, Paris, France (1991).
-
(6) - KOPETZ (H.) - Event triggered vs time triggered...
Consulter les deux ouvrages suivants pour en savoir plus sur les principaux protocoles utilisés dans la communication industrielle :
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The Industrial Communication Technology Handbook, Ed. Richard Zurawski, CRC Press, 2000 N. W. Corporate Blvd, Boca Raton Florida, 33431. 2005. ISBN 0-8493-3077-7.
42 chapitres répartis en deux parties dont la première résume les concepts de base de la communication tandis que la seconde est structurée en 5 sections qui présentent respectivement :
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les principaux réseaux de terrain ;
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Ethernet et les technologies sans fil ;
-
l’internet dans les usines ;
-
la sûreté et la sécurité dans les réseaux industriels ;
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les applications.
Ces chapitres ne traitent pas particulièrement des performances, mais la plupart des chapitres discutent comment les trafics périodique et apériodique sont gérés selon les différentes solutions.
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The Industrial Information Technology Handbook, Ed. Richard Zurawski, CRC Press, 2000 N. W. Corporate Blvd, Boca Raton Florida, 33431. 2005 ISBN 0-8493-1985-4.
Dans ce document, 112 chapitres abordent à peu près tous les aspects du traitement de l’information dans le monde industriel, des méthodes de conception, des architectures, aux réseaux de terrain, à l’internet, au Web et aux middlewares, aux systèmes embarqués et réseaux de capteurs et actionneurs.
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