Proposition n° 97028

Module de cours
Réseaux Locaux Industriels et Bus de Terrain provisoire, non relu Merci !!
Eric DECKE – 2006 -
Module de
Cours
Réseaux Locaux Industriels
et Bus de Terrain
Eric DECKE
Date : Janvier 2006
Version : A (provisoire, en cours de rédaction)

Module de cours
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Réseaux Locaux Industriels & Bus de Terrain 2
S O M M A I R E
1 LA COMMUNICATION INDUSTRIELLE..............................................................................6
1.1 PRE REQUIS..........................................................................................................6
1.2 PANORAMA DES BESOINS USUELS DU « MONDE INDUSTRIEL » .................7
1.2.1 Exemples de domaines d’application.......................................................7
1.2.2 Les « progiciels d’application »..............................................................11
1.2.3 Les « équipements »..............................................................................11
1.3 LES BESOINS ET LES ECHANGES DE DONNEES..........................................12
1.3.1 Exemples de « solutions de communication ».......................................14
1.3.1.1 Protocoles................................................................................14
1.3.1.2 Bus ..........................................................................................14
2 MODÈLE OSI (OPEN SYSTEMS INTERCONNECTION) ..............................................15
2.1 MODELE GENERIQUE EN COUCHES...............................................................15
2.2 SERVICES ET PRIMITIVES.................................................................................18
3 NOTIONS DE MODELISATION UTILES A L’ETUDE DES COUCHES
PHYSIQUES ET LIAISON : LES AUTOMATES A ETATS FINIS..................................21
3.1 LES MACHINES D'ETATS FINIS.........................................................................21
3.2 LES ETATS ..........................................................................................................21
3.3 LES TRANSITIONS ET EVENEMENTS ..............................................................22
3.4 REPRESENTATION SOUS FORME DE TABLE DE TRANSITIONS..................23
4 RLI ET BUS DE COMMUNICATION..................................................................................24
4.1 RESEAU ET BUS DE TERRAIN ..........................................................................24
4.2 TOPOLOGIES......................................................................................................24
4.3 ELEMENTS D’INTERCONNEXION .....................................................................25
4.3.1 répéteurs ou amplificateurs - convertisseurs .........................................25
4.3.2 ponts ......................................................................................................25
4.3.3 routeurs..................................................................................................26
4.3.4 passerelles.............................................................................................26

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4.4 RESTRICTION DU MODÈLE OSI........................................................................27
4.5 COUCHE PHYSIQUE...........................................................................................28
4.5.1 Liaison parallèle.....................................................................................29
4.5.2 Liaison série...........................................................................................29
4.5.2.1 Principales normes des liaisons séries utilisées dans
les RLI. ................................................................................31
4.5.2.2 Normes V28 (électrique)..........................................................31
4.5.3 Interface Rs232......................................................................................33
4.5.4 interface Rs485......................................................................................33
4.5.5 Modes de transmission..........................................................................35
4.5.5.1 Transmission en bande de base. ............................................35
4.5.5.2 Transmission modulée. ...........................................................36
4.5.6 Supports de transmission.......................................................................38
4.5.6.1 Représentation électrique d’un tronçon de ligne.....................38
4.5.6.2 Classes et catégories..............................................................39
4.6 COUCHE LIAISON...............................................................................................40
4.6.1 Notion de protocole................................................................................40
4.6.2 Deux exemples de protocoles, couches OSI, et automates
associés..............................................................................................41
4.6.2.1 Le protocole MODBUS RTU....................................................41
4.6.2.2 Le protocole UNITEL-WAY......................................................42
4.7 EXEMPLES DE COUCHES « APPLICATION »...................................................47
4.7.1 OPC : « standard de fait » actuel incontournable .................................47
5 LES RLI ET BUS DANS LE MONDE INDUSTRIEL...........................................................49
5.1 AVANTAGES........................................................................................................49
5.2 HISTORIQUE DE L’EVOLUTION DES CONCEPTS – STANDARDS .................50
5.2.1 Historique...............................................................................................50
5.2.2 La bouche 4-20 ma................................................................................50
5.3 CRITERES DE COMPARAISON..........................................................................51
5.3.1 Les critères techniques..........................................................................51
5.3.1.1 Topologiques...........................................................................51
5.3.1.2 Temporels................................................................................51
5.3.1.3 Autres......................................................................................51
5.3.2 Les critères stratégiques........................................................................52
5.3.2.1 Standards................................................................................52
5.3.2.2 Disponibilité de composants, de logiciels et de
prestation de services..........................................................52
5.3.2.3 Autres......................................................................................52
5.4 COMPARAISON ENTRE LES PRINCIPAUX BUS ..............................................53

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5.5 HIERARCHIE DES RLI ET BUS...........................................................................54
5.6 CONSTAT.............................................................................................................55
5.7 WORLDFIP...........................................................................................................56
5.7.1 Origine de WORLDFIP...........................................................................56
5.7.2 Fonctionnement de WORLDFIP ............................................................56
5.7.2.1 Topologie.................................................................................56
5.7.2.2 Médias utilisés.........................................................................57
5.7.2.3 Principe de fonctionnement.....................................................57
5.7.3 Critères de comparaison........................................................................61
5.8 PROFIBUS ...........................................................................................................62
5.8.1 Origine de PROFIBUS...........................................................................62
5.8.2 Fonctionnement DE PROFIBUS............................................................62
5.8.2.1 Topologie.................................................................................62
5.8.2.2 Les couches du protocole........................................................62
5.8.2.3 Médias utilisés.........................................................................62
5.8.2.4 Principes de fonctionnement...................................................63
5.9 CAN......................................................................................................................66
5.9.1 Origine de CAN......................................................................................66
5.9.2 Fonctionnement de CAN........................................................................66
5.9.3 Critères de comparaison........................................................................67
5.10 INTERBUS..........................................................................................................68
5.10.1 Origine d’INTERBUS............................................................................68
5.10.2 Fonctionnement d’INTERBUS .............................................................68
5.10.3 Critères de comparaison......................................................................69
5.11 LON ....................................................................................................................70
5.11.1 Origine de LAN.....................................................................................70
5.11.2 Fonctionnement de LON......................................................................70
5.11.3 Critère de comparaison........................................................................70
5.12 EXEMPLE DE COMPARATIF DE BUS : WORLDFIP / PROFIBUS...................71
6 COMMUNICATION INTER-USINE : LES RESEAUX DE TRANSPORT...........................72
6.1 NOTIONS DE BASE.............................................................................................72
6.2 LES PRINCIPES DE COMMUTATION ................................................................73
6.2.1 Commutation de circuits - Exemple : RTC.............................................73
6.2.2 la Commutation de messages - Exemple : télex, Email.........................75
6.2.3 Commutation de paquets - Exemple : Transpac (X25), Internet
(TCP/IP)..............................................................................................76

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6.2.4 Commutation de cellules - Exemple : ATM............................................77
6.2.5 MODE NON CONNECTÉ (CNLS).........................................................77
6.2.6 MODE CONNECTÉ (CONS) .................................................................78
6.2.7 MODE ORIENTÉ CONNEXION.............................................................79
6.2.8 Commutation pour le réseau transpac...................................................79
6.2.9 Circuit virtuel ..........................................................................................79
6.2.10 Exemple d’établissement d’un circuit virtuel ........................................81
6.2.11 le routage dans les nœuds...................................................................82
7 RESUME DES RECOMMANDATIONS DU CCITT............................................................84
8 BIBLIOGRAPHIE................................................................................................................87