Institut national des sciences appliquees de lyon
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- 12.2.2.1 Réseaux de niveau 1 : Réseau de terrain, "Field bus"
- 12.2.2.2 Réseau de niveau 2 : Réseau datelier, Réseau dautomates
- 12.2.2.3 Réseaux de niveau 3 : Réseau principal (Département, usine)
- CONCLUSION
- Présentation
12.2.2 Hiérarchie des réseauxLe découpage hiérarchique des applications introduit ci-dessus amène à définir trois ou quatre types de réseaux . Hiérarchie des applications et des réseaux 
Dans le cas d'une grande entreprise, on trouvera au niveau supérieur un "réseau d'entreprise" supportant les activités de gestion. Il pourra utiliser les moyens de communication terrestres ou par satellite offerts par les PTT ou être local (et suivre, par exemple, les spécifications TOP :Technical and Office Protocol). Dans des structures plus modes-tes, ce niveau pourra être confondu avec le niveau 3 des Réseaux locaux industriels. 12.2.2.1 Réseaux de niveau 1 : Réseau de terrain, "Field bus"A l'interface entre niveaux 0 et 1 des applications, ce réseau relie les capteurs et actionneurs aux automates ou micro-calculateurs d'acquisition ou de régulation. Il répond à un besoin fondamental de cohérence des informations fournies par les capteurs et doit satisfaire aux contraintes les plus sévères: promptitude et trafics périodiques et apériodiques simultanés. Les caractéristiques et contraintes auxquelles doit satisfaire ce type de réseau sont bien définies. Les informations issues des capteurs doivent être diffusées à tous les automates ou microcalculateurs, avec un identificateur de la source d'information (adresse) ou mieux, de l'objet transmis (nomenclature). Le trafic issu des capteurs ou destinés à certains actionneurs est périodique avec une période paramétrable mais souvent courte (contrôle de processus continus). La plupart des commandes et des données d'entrée (tout ou rien en général) sont apériodiques. Dans tous les cas le temps de réponse est critique. Pour assurer la robustesse, le support de transmission doit généralement être doublé. Enfin le coût doit être très faible, un point de connexion devant être placé dans chaque capteur, actionneur, automate ou microcalculateur. La solution à ce problème économique passe par la conception de circuits intégrés standards qui prennent en compte toutes les fonctions de communication. On estime le marché pour ce produit à 3 millions de points de connexion par an. Nous décriront en annexe 3 la proposition française en ce domaine : FIP (Factory Information Protocol / Flux d'Information Procédé). 12.2.2.2 Réseau de niveau 2 : Réseau d'atelier, Réseau d'automatesCe type de réseau permet l'interconnexion des automates ou microcalculateurs aux calculateurs de conduite. Il peut être chargé du téléchargement des programmes, du trafic d'enchainement et de synchronisation des tâches et de l'échange d'informations entre systèmes. Les contraintes sur le trafic sont moins critiques qu'au niveau 1 (délais plus longs, trafic moins périodique) mais restent sévères. Ce réseau doit permettre de maintenir la cohérence des informations et des actions. Il existe de nombreux produits, souvent spécifiques de constructeurs d'automates. Cependant ils ne répondent pas ou mal à l'hétérogénéité des matériels. En particulier lorsque ce problème est résolu par l'utilisation de frontaux de connexion ("communicateurs"), la "signification de « bout en bout » n'est plus assurée et la perte d'information entre communicateur et système utilisateur peut ne pas être décelée. Les travaux de normalisation sont assez avancés en ce domaine. Nous donnons en annexe 2 les caractéristiques des protocoles MAP (Manufacturing Automation Protocol) introduits par General Motors et quelques grands industriels américains.. La version MAP/EPA (Enhance Performance Architecture; MAP 2.2; "miniMAP") convient souvent mieux en ce domaine. 12.2.2.3 Réseaux de niveau 3 : Réseau principal (Département, usine)Ce type de réseau permet l'interconnexion des moyens de production aux services amont ou aval: Bureau d'études, de Méthodes (CFAO,GPAO), services commerciaux, gestion. Il relie de gros systèmes et les mini-ordinateurs d'atelier. L'information transmise est plutôt de type "bureautique" : messagerie, transfert de fichiers. Les protocoles adaptés à ce niveau sont TOP (Technical and Office Protocol) mais aussi MAP dans sa version totale (MAP 2.1 en attendant MAP 3.0).
Le domaine des réseaux locaux industriels est en pleine évolution. Les services à fournir sont actuellement bien définis et une normalisation, à partir des normes de communication OSI, est en train de s'imposer dans le cadre de MAP. L'application de cette normalisation, bien acceptée de tous les acteurs est une condition sine qua non du succès de ces réseaux. De nombreux constructeurs proposent déjà ou annoncent des produits dans ces standards qui vont permettre de résoudre, dans les années à venir, le problème crucial de l'hétérogénéité. En attendant des produits plus ou moins performants, adaptés à un type (ou quelques types) d'équipements sont disponibles. Toutefois la disponibilité d'un réseau "universel" est encore un rêve et durant quelques années il faudra combiner les réseaux optimisés pour un niveau d'application donné. RESEAUX à TRES HAUT DEBIT
Pour des débits supérieurs à 10 M/S: 34 Mb/s, 100 Mb/s, 140 Mb/s par exemple (£ 2 Gb/s dans les projets actuels) différentes techniques sont utilisées: FDDI, DQDB et ATM. Pour les réseaux étendus les réseaux de type RNIS qui utilisent un multiplexage temporel permettent d'atteindre 140 Mb/s. Une version d'Ethernet à 100 Mb/s est en train d'émerger pour les réseaux locaux.. La première solution, FDDI : Fiber Distributed Data Interface, opérationnelle sur des réseaux locaux à 100 Mb/s n'a pas été retenue par l'OSI. Elle fait l'objet du standard américain ANSI du comité X3T9.5. La première version FDDI-1 s'est révélée insuffisante pour les réseaux devant supprter voix et données. Elle semble bien adaptée à l'interconnexion directe de stations de travail très rapides ou de réseaux locaux de type Ethernet ou TokenRing. Elle est alors utilisée comme réseau fédérateur. Une nouvelle version FDDI-2 pouvant supporter voix et données n'a pas été retenue par l'OSI pour le standard OSI 8802.6; son avenir n'est donc pas assuré. Pour le standard 8802.6 de réseau métropolitain, l'OSI a retenu la solution DQDB : Dual Bus Dual Queue, qui est compatible avec les systèmes à commutation de cellules qui seront utilisés sur les réseaux étendus à haut débit et permet le multiplexage voix-données. Ce système fera sans doute l'objet de nombreuses améliorations dans les prochaines années. La derniére solution étudiée, vraisemblablement retenue pour les réseaux étendus à haut débit est ATM: Asynchonous Transfer Mode ( en français TTA : Transmission Temporelle Asynchrone). Ce système est basé sur la commutation de cellules asynchrones. Elle ressemble à la commutation de paquets mais avec des paquets très courts (53 octets, 5 de PCI et 48 de données) de taille constante, quelque soit la taille réelle des données. Les réseaux à multiplexage temporelfont l'objet de normes différentes en Europe (normalisation CCITT G.7xx, au Japon et aux Etats-Unis (Standard STS pour SONET : Synchronous Optical Network de Bellcore). Le problème vient des solutions choisies pour assurer le vérouillage des trames plésiochrones. Un effort a été réalisé pour établir des points de convergences entre ces normes (Trames STM de SDH : Synchronous Digital Hierarchy en europe et STS aux Usa). Le tableau ci-dessous illustre ces hiérachies et donne les débits offerts correspondants.
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