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LICENCE PROFESSIONNELLE MAII Les Réseaux de Terrain Principes Généraux.

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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 SolutionClassiqueMixteRéseau Longueur des liaisons analogiques 7080 Longueur des liaisons tout ou rien Longueur des liaisons numériques Longueur totale (m) Nombre de câbles771

9 3. Les qualités du réseau de terrain Retour sommaire Rapidité  10 à 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 1.Réduction des coûts initiaux  Réduction drastique du câblage  Réduction du temps d’installation 2.Réduction des coûts de maintenance  Complexité moindre  Diagnostic à distance 3.Réduction des coûts d’évolution  Ajout/retrait immédiat de nouvelles stations Retour sommaire

11 5. Le modèle O.S.I. 1.Définition La normalisation dépend en France de l'AFNOR[1] qui est rattachée directement à l'ISO[2][1][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.[3] 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][1] Association Française de NORmalisation [2][2] International Standards Organisation [3][3] Open System Interconnexion Retour sommaire

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

13 Retour sommaire 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 CoucheDénomination PHYSIQUE

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

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

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

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

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

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

20 6. Les topologies 1.Bus Retour sommaire  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 2.Anneau Retour sommaire  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 3.Etoile Retour sommaire  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 4.Point à Point Retour sommaire  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 5.Arborescente Retour sommaire Niveau supérieur  Peu répandu en réseau de terrain  Liaison dédiée à chaque station  Pas d'atténuation du signal

25 6.Maillée Retour sommaire  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 7. Bus Arborescente Retour sommaire  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 1.Maître / Esclave Modbus 2.Jeton tournant Modbus Plus Profibus Unitelway 3.Premier qui parle Ethernet Retour sommaire

28 8. Les méthodes de communication 1.Simplex Mise à l'heure des pendules Affichage aéroports 2.Semi-Duplex Le plus utilisé en réseau de terrain 3.Duplex Inexistant (Rare) en réseau de terrain Retour sommaire

29 9. Le media 1.Câble Coaxial Paire torsadée blindée Paire torsadée non blindée 2.Fibre optique Monomode Multimode Saut d'indice Gradient d'indice 3.Radio Wifi etc.. Retour sommaire

30 10. Les modes d'exploitation du media 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 Retour sommaire

31 Mode NRZ (Non Retour à Zéro) Signal sans composante continue Bande passante 1/T m 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..) Retour sommaire

32 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 Retour sommaire

33 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/T m Adapté aux liaison atténuant les basses fréquences et le continu Récupération d'horloge garantie Repérage des fils nécessaire Très utilisé (Ethernet, Profibus...) Retour sommaire

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

35 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) Retour sommaire

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


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