Blog : Single Pair Ethernet - Accès cloud renforcé aux capteurs et périphériques

Les attentes semblaient par conséquent assez élevées et le potentiel immense, mais en dépit des nombreuses preuves de concept apportées, par exemple, par l'Industrial Internet Consortium, le défi consistait à déterminer comment faciliter la mise en réseau verticale de systèmes de production intelligents de l'atelier aux systèmes informatiques.

Aujourd’hui, après plusieurs années d’étude et de recherche, les besoins et les avantages de la digitalisation dans le secteur de la fabrication sont beaucoup plus clairs, précis et acceptés. Techniquement, l’OPC UA est devenu la norme courante qui résout le mieux la question sémantique de la verticalité entre l’univers IT et celui de l’OT. Du point de vue commercial, plusieurs organisations font avancer les choses en proposant des initiatives qui apportent une valeur ajoutée aux systèmes de production des différents secteurs, initiatives similaires à celles prévues en 2015. Chez Hilscher, nous mettons en place et pilotons des programmes et des modèles économiques dans le cadre de l’Open Industry 4.0 Alliance.

Nous soutenons l’idée d’un écosystème ouvert et partagé afin d’offrir de la valeur au client en collaboration avec un vaste réseau de partenaires, grâce à nos produits et services netFIELD. La connexion des services cloud au niveau du capteur reste toutefois une difficulté que le Single Pair Ethernet pourrait peut-être résoudre.

Différentes normes Ethernet sont dictées par différentes sociétés d'automatisation et présentent différents niveaux de demande de modification des couches OSI MAC et liaison afin de prendre en charge la demande en temps réel. Certains protocoles sont basés sur le système Ethernet TCP/IP classique, d'autres modifient les couches 3 et 4, d'autres encore ont besoin d’un matériel modifié pour la couche liaison de données. Le dernier ensemble de normes Ethernet temps réel, le Time-Sensitive Networking (TSN), en est à ses dernières phases de publication par l'IEEE. Il vise à normaliser les fonctions temps réel sur les couches 1, 2 et 3 pour une base matérielle commune. Toutes les variantes d’Ethernet partagent la capacité à mettre en réseau l'usine des bureaux à l'atelier, et améliorent les performances globales de production, le diagnostic et la disponibilité. Cependant, la complexité d'Ethernet et de la topologie du réseau (chaîne, commuté, etc.) limitait son utilisation dans des périphériques comme les capteurs et les actionneurs. C'est cette lacune en matière d’infrastructure de réseau IP Ethernet que les efforts de normalisation du Single Pair Ethernet (SPE) tentent de combler.

La standardisation d’Ethernet sur la base d’une seule paire torsadée trouve ses origines dans l'industrie automobile. Les normes existantes (CAN, MOST ou FlexRay, par exemple) étaient trop coûteuses en câblage et en logiciels pour les réseaux embarqués des véhicules. C’est pourquoi Ethernet a été sélectionné en tant que norme commune destinée à les remplacer progressivement. Les efforts de câblage associés à l’Ethernet standard étaient cependant tout aussi importants. Broadcom a fait un premier pas avec BroadR Reach, démontrant qu'un simple câble à paire torsadée suffit à transmettre des données à haut débit sur des distances plus courtes. L'IEEE a repris l'initiative de normalisation dans le cadre de la norme Ethernet 802.3, élargissant le champ d'application au secteur industriel et au bâtiment, confrontés à des défis similaires. En fait, tous les bus de terrain mentionnés ci-dessus dans le domaine industriel sont concernés, de même que LON, BACnet ou Modbus dans l’immotique, par la volonté de mettre en place un réseau IP atteignant chaque capteur.