LICENCE PROFESSIONNELLE MAII

1. LICENCE PROFESSIONNELLE MAII Les Réseaux de Terrain Principes Généraux

2. Sommaire 1. Définition 2. Les qualités du réseau 3. Les avantages de l’approche réseau 4. Le modèle O.S.I. 5. Les topologies 6. Les medias 7. Conclusion

3. 1. Définition Retour sommaire • On appelle réseau de terrain un système de communication à distance permettant de relier entre eux, de manière fiable, suffisamment rapide et régulière, sur un média commun, un grand nombre de dispositifs tel que: • Automates programmables industriels • Régulateurs • Systèmes Numériques de Contrôle et de Commande • Stations de supervision et panneaux de signalisation • Détecteurs et Capteurs • Pré-actionneurs et actionneurs

4. 2. Evolution des systèmes Retour sommaire

5. 2.1. Approche classique Retour sommaire

6. 2.2. Approche mixte Retour sommaire

7. 2.3. Approche “Tout réseau de terrain” Retour sommaire

8. 2.4. Synthèse des trois solutions Retour sommaire

9. 3. Les qualités du réseau de terrain Retour sommaire • Rapidité • 10 à 10000 kBauds • Malléabilité • Ajout et retrait d’une station aisé • Nombre de stations • Une dizaine à un millier • Maintenabilité • Outils de diagnostic et de maintenance • Portée • 10 à 1000m • Fiabilité • Insensibilité aux perturbations électromagnétiques • Détection d'erreurs • Correction d'erreurs • Alimentation des capteurs et pré-actionneurs

10. 4. Les avantages de l’approche réseau Retour sommaire • Réduction des coûts initiaux • Réduction drastique du câblage • Réduction du temps d’installation • Réduction des coûts de maintenance • Complexité moindre • Diagnostic à distance • Réduction des coûts d’évolution Ajout/retrait immédiat de nouvelles stations

11. 5. Le modèle O.S.I. Retour sommaire • Définition • La normalisation dépend en France de l'AFNOR[1] qui est rattachée directement à l'ISO[2] • Le modèle OSI[3] n'est ni un produit logiciel, ni un produit matériel, c'est un concept fonctionnel d'organisation à l'aide d'une structure hiérarchisée, dénommée structure en couches. • C'est un "Modèle de référence pour l'interconnexion des systèmes ouverts". Il est définit dans les documents ISO 7498 et CCITT X200. Un système sera dit ouvert quand il respecte ces procédures. • [1] Association Française de NORmalisation • [2] International Standards Organisation • [3] Open System Interconnexion

12. Retour sommaire • Organisation générale • Modèle en 7 couches APPLICATION PRESENTATION SESSION TRANSPORT RESEAU LIAISON PHYSIQUE

13. Retour sommaire PHYSIQUE • Caractéristiques mécaniques et media • Caractéristiques du signal • Procédure de mise en communication • Mode de connexion • Mode de transmission • Détection des erreurs liées au matériel et à l’environnement

14. Retour sommaire LIAISON • Contrôle de flux (files d’attente) • Correction des erreurs liées au matériel et à l’environnement

15. Retour sommaire RESEAU • Routage des informations selon les chemins possibles • Contrôle de l’engorgement • Gestion de la redondance

16. Retour sommaire TRANSPORT • Fiabilité de la transmission • Identification des données (système d’adressage) • Multiplexage

17. Retour sommaire SESSION • Organisation des échanges par périodes (sessions)

18. Retour sommaire PRESENTATION • Compression des données • Cryptage des données • Traduction des langages de fichier

19. Retour sommaire APPLICATION • Détermination et identification des correspondants • Synchronisation entre programmes et systèmes distants • Procédures poussées de contrôle des données • Répartition des tâches • Sécurité, confidentialité

20. 6. Les topologies Retour sommaire • Bus • Très répandu pour les réseaux de terrain • Ajout/retrait d'une station instantané • Les éléments sont raccordés en simple dérivation • Atténuation du signal possible

21. Retour sommaire • Anneau • Inadapté aux réseaux de terrain • Ajout/retrait d'une station difficile • Les éléments sont raccordés à la suite • Pas d'atténuation du signal • Redondance naturelle

22. Retour sommaire • Etoile • Assez répandu en réseau de terrain • Ajout/retrait d'une station simple • Liaison dédiée à chaque station • Pas d'atténuation du signal • L'automate programmable joue le rôle du routeur

23. Retour sommaire • Point à Point • Assez répandu en réseau de terrain (Maître / Esclave) • Ce n'est pas vraiement un réseau • Liaison dédiée à chaque station • Pas d'atténuation du signal

24. Retour sommaire • Arborescente Niveau supérieur • Peu répandu en réseau de terrain • Liaison dédiée à chaque station • Pas d'atténuation du signal

25. Retour sommaire • Maillée • Peu répandu en réseau de terrain • Acheminement des informations compliqué • Liaison dédiée à chaque station • Pas d'atténuation du signal • Structure des réseaux ethernet (intranet et internet)

26. Retour sommaire 7. Bus Arborescente • Très répandu pour les réseaux de terrain • Niveau supérieur réseau de supervision • Niveau inférieur réseau de terrain • Passerelle entre les deux réseaux • Ajout/retrait d'une station instantané • Les éléments sont raccordés en simple dérivation • Atténuation du signal possible

27. 7. Les méthodes d'accès au réseau Retour sommaire • Maître / Esclave • Modbus • Jeton tournant • Modbus Plus • Profibus • Unitelway • Premier qui parle • Ethernet

28. 8. Les méthodes de communication Retour sommaire • Simplex • Mise à l'heure des pendules • Affichage aéroports • Semi-Duplex • Le plus utilisé en réseau de terrain • Duplex • Inexistant (Rare) en réseau de terrain

29. 9. Le media Retour sommaire • Câble • Coaxial • Paire torsadée blindée • Paire torsadée non blindée • Fibre optique • Monomode • Multimode • Saut d'indice • Gradient d'indice • Radio • Wifi etc..

30. 10. Les modes d'exploitation du media Retour sommaire • Concerne la couche physique (couche N°1) • Signal sans composante continue • Signal avec de nombreuses transitions • Concentrer la puissance dans le signal • Transmission en bande de base • Signal à 2, 3 ou 4 niveaux

31. Retour sommaire • Mode NRZ (Non Retour à Zéro) • Signal sans composante continue • Bande passante 1/Tm • Densité Spectrale de Puissance centrée en f=0 • Mal adapté aux liaison atténuant les basses fréquences et le continu • Récupération d'horloge non garantie • Repérage des fils nécessaire • Très utilisé (Modbus..)

32. Retour sommaire • Mode NRZI (Non Retour à Zéro avec bit stuffing) • Résoud le problème de synchronisation d'horloge • Un '0' artificiel est inséré après 6 '1' • Mode de l'USB

33. Retour sommaire • Mode biphasé ou diphasé ou Manchester • Les niveaux '0' et '1' sont remplacés par des transitions • Signal sans composante continue • Bande passante 2/Tm • Densité Spectrale de Puissance centrée en f=1/Tm • Adapté aux liaison atténuant les basses fréquences et le continu • Récupération d'horloge garantie • Repérage des fils nécessaire • Très utilisé (Ethernet, Profibus...)

34. Retour sommaire • Mode Manchester Différentiel • On reprends le principe précédent, mais: • Le repérage des fils n'est plus nécessaire car: • Très utilisé (Ethernet, Profibus...)

35. Retour sommaire • Mode MLT3 • Code à 3 niveaux (ternaire) • Signal sans composante continue • Bande passante 1/Tm • Densité Spectrale de Puissance réduite mais non nul à f=0 • Assez adapté aux liaison atténuant les basses fréquences et le continu • Récupération d'horloge non garantie • Repérage des fils non nécessaire • Très utilisé en réseau local (Ethernet 100base-T4) et sur la fibre optique (avec porteuse)

36. LICENCE PROFESSIONNELLE MAII Les Réseaux de Terrain Principes Généraux FIN de la présentation