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Qu'est-ce qu'Ethernet ?

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Ethernet est une technologie de réseau qui a été proposée pour la première fois dans les années 1970, puis normalisée sous le nom d'IEEE 802.3 en 1983.

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Ethernet est une technologie de réseau qui a été proposée pour la première fois dans les années 1970, puis normalisée sous le nom d'IEEE 802.3 en 1983. Définie par l'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), cette norme spécifie les couches physique et de liaison de données d'Ethernet. Ethernet permet aux ordinateurs et aux appareils de se connecter et de communiquer au sein de réseaux locaux (LAN) et de réseaux étendus (WAN).

La fonction première d'Ethernet est de permettre aux appareils connectés au réseau d'échanger des données. Imaginez un scénario dans lequel plusieurs personnes parlent en même temps ; les conversations seraient chaotiques et difficiles à suivre. De même, les paquets de données transmis simultanément sur un câble Ethernet partagé peuvent se heurter et créer de la confusion. Les protocoles Ethernet gèrent les règles de transmission des données afin d'éviter de tels conflits et d'assurer une communication régulière et efficace.

Qu'est-ce que l'Ethernet industriel ?

L'Ethernet industriel est une forme spécialisée d'Ethernet conçue pour répondre aux exigences des environnements industriels. Spécialement conçu pour les systèmes d'automatisation et de contrôle de la production, il s'est imposé comme la principale technologie de réseau dans les usines du monde entier.

Les exigences telles que la communication en temps réel, la faible latence et le routage déterministe des données sont cruciales dans les environnements industriels. L'Ethernet industriel utilise des protocoles spécialement développés pour réussir dans ces environnements difficiles. Il existe une vingtaine de protocoles Ethernet industriels, mais cinq des plus courants sont EtherCAT, EtherNet/IP, PROFINET, Modbus TCP/IP et POWERLINK.

5 protocoles Ethernet industriels courants

1. EtherCAT

EtherCAT, qui signifie Ethernet for Control Automation Technology, a été lancé par Beckhoff en 2003. Il utilise l'architecture maître-esclave et se distingue par sa capacité de "traitement à la volée". Chaque nœud (appareil esclave) décompresse les données pertinentes et les transmet simultanément. L'efficacité et la vitesse augmentent ainsi de manière significative.

2. EtherNet/IP

Soutenu par l'Open Device Vendors Association (ODVA) et adopté par Rockwell Automation, EtherNet/IP est entièrement basé sur le protocole Ethernet. Il utilise le protocole industriel commun (CIP) pour les services universels d'automatisation industrielle. EtherNet/IP prend en charge un nombre illimité de nœuds grâce à sa connexion à l'Ethernet standard et aux commutateurs, mais ses capacités de communication en temps réel sont quelque peu limitées.

3. PROFINET

Développé au début des années 2000 par des membres de Siemens et de Profibus, PROFINET est une solution Ethernet industrielle commune. Il existe trois classes : CC-A (temps réel de base), CC-B (ajoute la prise en charge du protocole de gestion de réseau simple) et CC-C (PROFINET IRT, qui offre des changements de données en temps réel avec des temps de cycle inférieurs à 1 ms). PROFINET est polyvalent et convient à une variété de tâches d'automatisation, des systèmes de travail à la commande de mouvement.

4. Modbus TCP/IP

Modbus a été développé à partir du bus de terrain Modbus RTU, en combinant TCP/IP, Ethernet, les normes TCP/IP et les méthodes de transmission de données Modbus. Il fonctionne selon le modèle maître-esclave (client-serveur), où seul le dispositif maître peut lancer des requêtes. Bien que largement utilisé, Modbus TCP/IP n'est pas conçu pour la communication en temps réel.

5. POWERLINK

Développé par B&R, POWERLINK est un protocole Ethernet industriel en temps réel conforme à la norme IEEE 802.3. La topologie flexible du réseau offre des possibilités de branchement à chaud et de connexion croisée. En utilisant des méthodes d'interrogation et de fuseau horaire, il prend en charge divers composants d'automatisation industrielle, permettant à un seul nœud de transmettre des données à la fois.

Ethernet industriel et Ethernet commercial

Alors que l'Ethernet commercial est omniprésent dans les foyers et les bureaux, l'Ethernet industriel présente des différences distinctes adaptées aux besoins de l'industrie.

- Normes et protocoles : L'Ethernet commercial utilise généralement la norme IEEE 802.3. En revanche, l'Ethernet industriel s'appuie sur des protocoles spécialisés tels que EtherNet/IP, EtherCAT et d'autres pour répondre aux besoins de l'industrie.

- Vitesse du réseau : l'Ethernet industriel fonctionne généralement à des vitesses plus lentes que l'Ethernet commercial. En effet, les réseaux industriels donnent la priorité aux données de contrôle et d'automatisation plutôt qu'au transfert de données à grande vitesse.

- Stabilité, fiabilité et sécurité : Les composants de l'Ethernet industriel sont conçus pour résister à des conditions difficiles telles que la poussière, les produits chimiques, les vibrations, les températures extrêmes et les interférences électromagnétiques. Cette robustesse contraste avec l'Ethernet commercial, qui ne peut souvent pas résister à de tels environnements.

- Communication en temps réel : Contrairement à l'Ethernet commercial, l'Ethernet industriel doit permettre la distribution de données en temps réel. Ceci est crucial pour des applications telles que les systèmes d'automatisation et de contrôle, où les données doivent être transmises à des intervalles de temps précis pour un contrôle exact.

Imaginez l'Ethernet industriel comme la force invisible qui sous-tend les différents processus industriels. Il joue un rôle essentiel dans l'automatisation des usines, les systèmes de contrôle, la robotique, les transports et même l'industrie pétrolière et gazière. Cette technologie s'intègre parfaitement à l'industrie 4.0, permettant une transmission de données et une connectivité efficaces pour une automatisation avancée. Grâce à sa conception robuste et à sa compatibilité accrue, l'Ethernet industriel est promis à un développement continu à l'avenir également.