Bruno HÉNON - Automaticien Indépendant Services en automatisme industriel, études, programmation, installation, réglages, sous-traitance

Ethernet - Concepts, Ethernet industriel temps réel.

Ethernet

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Bus de terrain  

ETHERNET, ETHERNET INDUSTRIEL, ETHERNET TEMPS RÉEL

Concepts fondamentaux, Ethernet industriel, Ethernet temps réel, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Outils logiciels.

Un Ensemble De Technologies Répandu, Souple, Ouvert, Économique

Ethernet est un système de communication souple, fiable et relativement simple à utiliser qui est maintenant universel et un standard de fait. Ses coûts d'installation peu élevés et sa maintenance relativement aisée permettent d'obtenir un très bon rapport performance / prix.

Dans tous les cas, Ethernet en soi même est un sujet très complexe, puisque le système est constitué d'un très grand nombre de technologies diverses et variées, et parce qu'Ethernet évolue constamment en répondant aux nouveaux besoins générés par les capacités sans cesse croissante des technologies émergentes.


Vous trouverez ici une liste de ressources portant sur les connaissances de base d'Ethernet en général et sur l'Ethernet industriel - les bases au sujet des standards et des nombreuses autres extensions et implémentations telles que l'Ethernet temps réel, Fast Ethernet ou Gigabit Ethernet : les protocoles, les architectures, les adresses, les interfaces, le câblage...

Vous trouverez aussi des outils de diagnostic Ethernet tels que Wireshark ou NTOPNG par exemple.

Connaissances Générales De Base Sur la Technologie Ethernet

Généralités et bases, Cours sur les protocoles et les trames, L'essentiel sur les technologies Ethernet, Ressources sur Ethernet.

Généralités Et Principes De Base Sur Le Fonctionnement  

www.commentcamarche.net

Les Protocoles Et Les Trames Ethernet TCP/IP  
Les Références Sur Les Réseaux IP, Ethernet, Intranet Et Internet  
Ressources Pédagogiques De Référence Sur Ethernet  

Charles Spurgeon propose une collection de liens vers des ressources pédagogiques (des tutoriaux, des dossiers, des thèses, des liens vers d'autres sites) sur les technologies Ethernet 10 Mbps, 100 Mbps et 1000 Mbps (1Gbps) proposés par le Laboratoire d'interopérabilité de l'université du New Hampshire.


L'auteur du site propose aussi un guide de configuration des réseaux Ethernet 10 Mbps multi-segments en Half-Duplex, ainsi qu'un dossier complet qui introduit aux concepts de base d'Ethernet.

Charles SPURGEON - www.ethermanage.com

Ethernet Industriel

Réseaux Ethernet de terrain, Standardisation des réseaux Ethernet industriel.

Technologie Réseau Standard Adaptée À l'Automatisme Industriel

Les systèmes Ethernet à destination de l'industrie offrent maintenant assez de stabilité réseau et de capacité temps réel pour réaliser des applications qui auraient été fondées auparavant sur des bus de terrain.

L'attrait d'Ethernet pour l'industrie repose sur son utilisation en tant que standard international pour les communications.


L'automatisation industrielle peut potentiellement être gérée par Ethernet à tous les niveaux : les commandes et les contrôles peuvent être directement implémentés au niveau du terrain tout en faisant partie d'un système de communication standard.

Atteindre cet objectif nécessite le remplacement des protocoles de bus de terrain existants par des protocoles temps réels.


Les réseaux de communication industriels évoluent constamment et convergent de plus en plus vers des architectures Ethernet, à l'instar des réseaux industriels temps réel PowerLink, Ethercat, Ethernet IP et Profinet.

Les Bus De Terrain Industriels Basés Sur Ethernet  

(Archives)

Standardisation d'Ethernet Industriel  

Sous le titre "Standardisation d'Ethernet en industrie, le prochain champ de bataille ?", cette présentation explique en premier lieu pourquoi Ethernet est nécessaire et utile à l'automatisation, en quoi diffère son utilisation dans un contexte de bureau et dans un contexte de production industrielle, et quels sont les principaux réseaux industriels basés sur Ethernet (en 2004).

Vous pourrez lire ensuite une introduction sur les besoins en temps réel nécessaires à l'automatisation, sur les caractéristiques générales d'Ethernet temps réel (RTE), et comment améliorer les performances des procédés de communication Ethernet.

Pour terminer, ce document liste les risques potentiels relatifs aux système automatisé, avec des considérations sur la sûreté appliquée à Ethernet, et avec d'autres considérations sur les normes de sûreté concernant les machines.

Prof. Max Felser - http://felser.ch

Université des sciences appliquées de Berne.
IFAC école d'été de Prague 2005.

Ethernet Temps Réel - ISO 1588

Synchronisation des horloges, Perspectives pour l'industrie, Protocole déterministe ISO 1588.

ISO 1588 - Des Mécanismes De Synchronisation d'Horloge

Les contraintes de temps et de synchronisation prennent de plus en plus d'importance dans la mise en oeuvre de systèmes de mesure, de tests, de bancs d'essais, d'installations industrielles automatisées, de réseaux industriels et de systèmes de contrôle en général.

L'IEEE 1588 est une norme qui définit un protocole garantissant la synchronisation précise d'horloges pour des systèmes de mesure et des systèmes de contrôle utilisant des réseaux, des ordinateurs, des contrôleurs programmables ou des systèmes distribués.

Quoique la norme IEEE 1588 soit souvent utilisée pour mettre en oeuvre un système Ethernet temps réel (RTE - Real Time Ethernet), elle n'est attachée à aucune technologie de communication particulière.

On peut trouver ce protocole embarqué dans d'autres systèmes et d'autres réseaux qui ne sont pas basés sur Ethernet, comme certains bus de contrôle, certains réseaux d'instrumentation ou certains bus de terrain.


In extenso, le propos du protocole ISO 1588 est uniquement (ce qui représente déjà beaucoup) de gérer la synchronisation précise de systèmes entre eux (qu'il s'agisse de synchroniser des données, des signaux matériels ou autres), en proposant un ensemble de procédures et de mécanismes de gestion d'horloges bien définis et bien spécifiés.

En intégrant et en respectant ce protocole, des réseaux Ethernet peuvent acquérir des caractéristiques temps réel et déterministes, ce qui peut leur permettre d'être qualifiés de réseaux Ethernet temps réel par synchronisation d'horloge.

L'ISO 1588 n'est pas la seule solution pour obtenir des caractéristiques Ethernet temps réel. On peut aussi faire usage des protocoles Sercos, TTEthernet, SynUTC, NTP, internet RFC 1305, GPS, cela dépend du contexte tout aussi bien que des besoins.

Mais il s'agit d'une solution éprouvée qui répond bien aux contraintes imposées aux réseaux Ethernet industriels pour les applications de contrôle et de commande.

Synchroniser Les Horloges Pour l'Ethernet En Temps Réel  

cette présentation commence par expliquer pourquoi l'industrie requière de plus en plus de précision pour la synchronisation des échanges de données.

Elle explique ensuite les concepts de base des différentes techniques disponibles, les problèmes liés à la synchronisation d'horloges, et comment ces techniques peuvent être appliquées à Ethernet temps réel.

Vient ensuite une présentation détaillée de la norme IEEE 1588, de ses objectifs, des principes de base sur lesquels elle repose, et des différentes techniques qu'elle utilise.

Pour terminer, les auteurs présentent brièvement d'autres technologies qui ont le même objectif (SynUTC ou NTP par exemple).

Manuel Gonzalez, Marcel Seguin

www-master.ufr-info-p6.jussieu.fr

Perspectives D'Ethernet Temps Réel Pour l'Industrie  

Après un bref historique et des considérations sur l'évolution des réseaux de communication industriels vers des architectures Ethernet, l'auteur explique le besoin croissant de caractéristiques temps réel et déterministes dans les applications de communication industrielle.

Il présente ensuite en détail les 3 principales approches techniques utilisées pour rendre les systèmes Ethernet temps réel.

Surtout, il liste les réseaux industriels basés sur Ethernet (Modbus TCP, Ethernet IP, P-Net, ControlNet, Profinet, Ethercat, Powerlink, Sercos), et il analyse pour chacun les techniques utilisées pour obtenir des caractéristiques temps réel.

Prof. Max Felser - www.felser.ch

Membre de l'IEEE

ISO 1588 - Protocole Temps Réel Déterministe Pour Tous Réseaux  

Le NIST américain est à peu près l'équivalent de l'AFNOR en France. Il présente ici une courte introduction à la norme IEEE 1588 avec un ensemble de documents pédagogiques.


Institut National des Technologies Standards (NIST) - www.nist.gov - Site Officiel.

Fast Ethernet

Consortium Fast-Ethernet, Cours sur la technologie Fast-Ethernet.

Ethernet 100 Mbps - Un Réseau Ethernet Rapide Et Économique

Depuis que la technologie Ethernet est de plus en plus utilisée comme base des réseaux en automatisme, du niveau du terrain jusqu'au niveau de gestion de la société, le nombre de client tentant d'accéder à un même serveur va croissant alors que le volume de données à échanger augmente de plus en plus.

En même temps, de plus en plus d'application de contrôle comme le contrôle d'axes ou les systèmes de vision nécessitent des capacités temps réel performantes.

Fast Ethernet (en associant avec Ethernet commuté) est une solution économique pour répondre à ces contraintes, offrant des performances dix fois plus élevées pour à peu près les mêmes coûts.

Connaissances De Base  

Ce répertoire propose des documents techniques et pédagogiques qui portent sur les concepts de base mis en oeuvre dans Fast Ethernet.

Les thèmes principaux portent sur la couche physique 100 base-X et sur le support de transmission 100 base-TX.

www.iol.unh.edu.

Tutoriels Et Technologies  

Gigabit Ethernet (GIGE) Et 10 Gigabit Ethernet

Technologie et performances, Connaissances fondamentales.

Des Réseaux Ethernet Performants Au Potentiel Très Élevé

"Gigabit Ethernet" est une des dernières version d'Ethernet (avec les versions 10 Gbps Ethernet et 100 Gbps Ethernet à l'heure actuelle - 2014).

Cette technologie fonctionne en utilisant une grande bande passante de 1000 Mbps (1 Gbps), ce qui est cent fois plus rapide que pour la version Ethernet d'origine, vers 1973.

Gigabit Ethernet est compatible avec les versions précédentes d'Ethernet, puisqu'il utilise exactement les même technologies de base pour ce qui concerne son noyau.

En ce moment (2014), la technologie Gigabit Ethernet est présente dans l'industrie pour des applications réseaux de systèmes de vision comme Gige Vision par exemple.

Vue d'Ensemble De La Technologie, Évaluation Des Performances  

Chacun de ces documents proposent une bonne synthèse sur les technologies Gigabit Ethernet en quelques pages.


[Archives]

Introduction, Connaissances De Base Et Vue d'Ensemble  

Outils Logiciels - Analyse De Trafic Et De Protocoles, Tests

Analyseur de trafic Ethernet, Analyseur de protocoles réseaux.

NTOPNG - Un Analyseur De Traffic Réseau  

NTOPNG est un analyseur de trafic réseau performant, libre et open source qui montre comment un réseau IP est utilisé, et qui publie les résultats de son analyse en temps réel sur une page Web.

Il affiche et archive le trafic selon les adresses IP, enregistre et visualise l'origine géographique des serveurs qui se connectent à vos réseaux, vous indique qui communique avec qui, et propose beaucoup d'autres fonctions.

Ainsi, vous pouvez apprécier le trafic de votre réseau, la répartition des différents protocoles, quelles sont les sources et les destinations des données échangées etc.

"NTOPNG" peut être aussi utilisé comme collecteur de données.

www.ntop.org

Wireshark - Un Logiciel Libre d'Analyse De Protocoles Réseaux  

"Wireshark" (anciennement Ethereal) est un analyseur de protocole très complet, libre et open source qui s'exécute sur les sytèmes d'exploitation les plus populaires tels que Linux, Unix ou Windows.

Il est utilisé mondialement par les spécialistes des réseaux informatiques pour la détection de défauts, l'analyse, le développement de logiciels et de protocoles, ainsi que pour l'apprentissage.


WIRESHARK est un outil vraiment puissant pour les tests, la surveillance et la résolution des problèmes, puisqu'il peut détecter et analyser plus de 1000 protocoles de communication (dans sa version 1.10.2), parmi lesquels des protocoles et des réseaux utilisés dans les applications d'automatisation industrielles.

Un automaticien y trouvera parmi ceux-ci les protocoles des réseaux Can Bus et CanOpen, CIP, Ethercat, Ethernet IP, Ethernet Powerlink, Foundation Fieldbus, les différents protocoles Modbus (RTU et TCP), le protocole Omron "Fins", et les protocoles USB, Wifi et ZigBee.

Wireshark supporte aussi les protocoles IEEE 1588 et les protocoles Ethernet temps réel.


www.wireshark.org

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