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En anglaisRÉSUMÉ
Ethernet n’est plus dorénavant réservé à une utilisation en tant que réseau industriel de communication dit de cellule. Il possède maintenant toutes les qualités d’un réseau de terrain, l’évolution technologique de Fast Ethernet en est la preuve. PROFINET a été développé par l’association PROFIBUS pour devenir le standard Ethernet industriel pour les applications industrielles réseau de terrain. L’article passe en revue les aspects d’ordre technique, économique et même politique endossés par ce réseau.
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-
Bruno BOUARD : Responsable produits automatisation répartie - Siemens Automation & Drives (A&D)
INTRODUCTION
Longtemps limité au domaine des réseaux industriels de communication dits de cellule dans le monde industriel, Ethernet est en passe de faire ses preuves en tant que réseau de terrain suite aux évolutions technologiques qui sont apparues ces dernières années avec Fast Ethernet, les « switches » et le mode « full duplex ». PROFINET est le standard Ethernet industriel pour l’automatisation industrielle développé par l’association PROFIBUS International qui prend en compte les réseaux de terrain existants comme PROFIBUS, d’où son nom, contraction de PROFIBUS et Ethernet Réseau Profibus.
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5. Technologie commutée switched Ethernet. Fast Ethernet 100 Mbit/s
Fast Ethernet en support cuivre n’a jamais été spécifié sur câble coaxial et n’existe donc que sur paires torsadées blindées ; il est appelé 100BaseT. Pour cela, il est nécessaire d’utiliser des câbles de catégorie 5 qui supportent la transmission de signaux jusqu’à 100 MHz.
5.1 Liaisons full duplex et désactivation des collisions
En imposant une taille minimale de paquets de 64 octets (pour permettre la détection de collision en toutes circonstances), la norme Ethernet est très pénalisante pour le trafic interactif, où les informations ne dépassent pas une dizaine de caractères par paquet. Si la station a moins de 64 octets à émettre, elle doit compléter les données par des zéros.
Depuis la première version d’Ethernet, il y a eu des évolutions importantes sur la vitesse de fonctionnement, portée à 100 Mbit/s (Fast Ethernet), voire 1 000 Mbit/s (Giga Ethernet).
Fast Ethernet est désormais couramment utilisé. La taille du paquet (1 518 caractères), le format du paquet et le nombre maximum de stations (1 024) restent inchangés par rapport à la version à 10 Mbit/s. En revanche, les paramètres « temporels » retenus pour la première version de la norme sont évidemment modifiés. Une vitesse de 100 Mbit/s correspond à un BT de 10 ns, l’espace intertrame de 96 BT dure 0,96 µs et le slot time de 512 BT dure 5,12 µs. Les paquets ne peuvent traverser que deux hubs (répéteurs). Tous ces paramètres ont bien évidemment une incidence sur le résultat du calcul de la longueur maximale du réseau : celle‐ci est limitée à 200 m seulement, au lieu de 2 800 m pour la version précédente. Autant dire que si on voulait conserver strictement les options de l’Ethernet d’origine, il ne serait plus possible de faire grand-chose...
Pour résoudre ce problème, on fait appel au mode duplex intégral, ou full duplex, qui est un mode de fonctionnement dans lequel les stations peuvent envoyer et recevoir simultanément des données, contrairement au mode semi-duplex utilisé jusque‐là.
Pour être mis en œuvre, le mode duplex intégral nécessite d’utiliser des supports de transmission ayant des canaux d’émission et de réception séparés, par exemple les fibres optiques ou la paire torsadée.
En duplex intégral,...
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Technologie commutée switched Ethernet. Fast Ethernet 100 Mbit/s
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - PROFInews, 32, juil. 2003.
-
(2) - * - PROFInews, 35, déc. 2003.
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(3) - * - PROFInews, 37, mai 2004.
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(4) - PROFINET Technology and Application-System Description. - PNO.
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(5) - Installation Guideline PROFInet Part 2 : Network Components. - PNO.
-
(6) - PROFInet CBA – Architecture Description and Specification. - PNO.
-
(7) - * - Tous ces documents – et bien d’autres – sont accessibles en ligne sur le site de PROFIBUS : http://www.profibus.com
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Information Technology – Telecommunication & Information Exchange Between Systems – LAN/MAN – Specific Requirements – Part 3 : Carrieir Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications - IEEE 802.3 - 2002
-
Standards for Local and Metropolitan Area Networks : Virtual Bridged Local Area Networks - IEEE 802.1Q - 2003
-
Technologies de l’information – Câblage générique des locaux d’utilisateurs - ISO/CEI 11801 - 12-02
-
Technologies de l’information – Systèmes génériques de câblage – Partie 1 : spécification générale et environnement de bureaux - NF EN 50173-1 - 8-03
-
Communications numériques pour les systèmes de mesure et de commande – Bus de terrain utilisés dans les systèmes de commande industriels (6 parties) - CEI 61158 - 2003
-
Communications numériques pour les systèmes de mesure et de commande – Partie 1 : jeu de profils de communication pour les bus de terrain des systèmes de commande industriels utilisés pour la fabrication en continu et par lot - CEI...
(liste non exhaustive)
Siemens http://www.siemens.com
SEW Eurodrive http://www.sew-eurodrive.com
Rexroth Bosch Group http://www.boschrexroth.com
Yokogawa http://www.yokogawa.com
Softing http://www.softing.com
HMS Industrial Networks http://www.hms-networks.de
Phoenix Technologies http://www.phoenix.com
Harting http://www.harting.com
Agilicom http://www.agilicom.fr
Nexans http://www.nexans.fr
HAUT DE PAGE
PROFIBUS http://www.profibus.com
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) http://www.ieee.org
Interbus http://www.interbusclub.com
Japanese PROFIBUS Organization (JPO) http://www.profibus.jp
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