Industrial Ethernet

Soluções em Network para Industrial Ethernet (IEEE 802.3/802.3u)

Industrial Ethernet é uma rede de comunicação de células e área aberta, multi-marcas de alta performance de acordo com os padrões internacionais IEEE 802.3 (Ethernet) e adequada para uso em ambiente industrial. Ela permite a interconexão de sistemas de automação e destes com outros sistemas, tais como PC's e Workstations.

Industrial Ethernet permite soluções abrangente em redes de comunicação aberta com velocidades de transmissão de até 100 Mbits/s. Com uma participação de mercado estimada em mais de 80%, Ethernet é atualmente padrão número 1 no mercado mundial de redes de comunicação.

Ethernet possui importantes características que podem ser extremamente benéficas para a sua aplicação:

• rápido start-up graças a simplicidade dos métodos de conexão;
• alto grau de flexibilidade, já que plantas existentes podem ser expandidas sem efeitos de detrimento
• alta disponibilidade com uso de topologia de rede redundante
• praticamente ilimitada performance em comunicação, já que uma performance escalonável pode ser obtida através do uso da tecnologia de switchs
• integração entre diferentes aplicações, desde a área de escritórios até a produção
• comunicação integrada de toda a planta, já que pode ser conectada a uma WAN (Wide Area Network), tais como ISDN ou Internet.
• investimento seguro, já que o sistema vem sendo constantemente desenvolvido com a preocupação de manteruma total compatibilidade.

Opções de redes Industrial Ethernet

As necessidades de uma rede de comunicação de área e célula de acordo com o padrão IEEE 802.3 são muitas e variadas. Este é o motivo pelo qual o Industrial Ethernet está disponível nas seguintes versões:

Rede Triaxial

Cabos triaxiais tradicionais tem sido utilizada por mais de 10 anos. São utilizados em topologias de barramento e são extremamente robustos devido ao design passivo e seu sistema de aterramento. Todos os dispositivos interconectados a ele utilizam a taxa de 10Mbits/s.

Redes Twisted Pair e Fibra Ótica

Redes Ethernet usando tecnologia de transmissão Twisted Pair (TP) e Fibra Ótica (FO) até 10 Mbits/s podem ser utilizadas em topologias linear ou estrela usando OLM - Optical Link Module e ELM - Electrical Link Module. Estas diferentes topologias podem ser misturadas livremente. Se uma taxa de transmissão superior ou uma extensão maior são desejadas, a tecnologia Fast Ethernet deve ser utilizada em conjunto com sistemas de switchs, por exemplo, OSM - Optical Switch Modul ou ESM - Electrical Switch Modul.

Fast Ethernet (100 Mbits/s) é um desenvolvimento adicional da tecnologia Ethernet. O padrão Fast Ethernet IEEE 802.3u (100BaseT) é amplamente baseada no padrão Ethernet tradicional para cabos Twisted Pair (10BaseT), apesar da velocidade de transmissão aumentada por um fator de 10 até 100Mbits/s.

Os principais benefícios para o usuário são os seguintes:

• knowhow técnico existente pode ser totalmente aproveitado
• não há necessidade de se aprender uma nova tecnologia
• uma tecnologia nova e mais rápida pode ser usada eficientemente de agora em diante
• industrial Ethernet incorpora um opção de staggered migração do 10Mbits/s para a nova 100Mbits/s
• redes existentes podem ser gradualmente integradas e expandidas

Características comum entre redes Ethernet e Fast Ethernet

• formato de dados
• método de acesso- CSMA/CD
• cabos comuns (no caso de Twisted Pair, CAT5 e FO vidro)
• siwtches devem ser preferencialmente utilizados em redes de 100 Mbit/s

Principais diferenças entre redes Ethernet e Fast Ethernet

• extensão das redes
• não existe especificação para cabos Coaxiais (ou Triaxiais) para Fast Ethernet
• regras de configuração

Princípios Básicos do Ethernet e Fast Ethernet

A fim de garantir que o processo de detecção de colisão (CSMA/CD) do Ethernet opere corretamente, o comprimento máximo do segmento de rede é limitado pelo tempo máximo de atraso de um pacote de dados.

No Ethernet tradicional, 10 Mbits/s, esta área - conhecida como domínio de colisão - tem um range de 4520m, sendo que no Fast Ethernet esta distância reduz-se para 412m devido a velocidade de transmissão superior.

É possível aumentar o domínio de colisão através do uso de componentes de redes que incorporam a tecnologia de repetidores (por ex., Industrial Ethernet Repeater, OLM-Optical Link Module e ELM-Electrical Link Module).

Os Switches com funcionalidade full duplex são utilizados em configurações de redes relativamente extensas em Fast Ethernet, apesar do reduzido domínio de colisão da mesma.ara

Ethernet Switching

Switches tem as seguintes funcionalidades:

• podem temporariamente conectar vários pares de seções de redes ao mesmo tempo, dependendo do número de interfaces disponíveis;
• filtrando o tráfego de dados baseado no endereço Ethernet (MAC) dos equipamentos terminais assegura-se que o tráfego de dados permanece "local" e somente os dados destinados a outras partes da rede são encaminhados pelo switch;
• um número superior de terminais pode ser conectado comparado a uma configuração tradicional;
• erros ficam restritos a parte da rede afetada;

Apesar da tecnologia ser um pouco mais complexa, em contrapartida oferece uma série de vantagens sobre a tecnologia de repetidores:

• opção de instalar redes ou segmentos parcialmente
• aumenta o fluxo de dados e portanto a performance da rede devido a estruturação do tráfego de dados;
• regras simples de configuração
• topologias de rede envolvendo 50 OSM ou ESM, com extensões de até 150 Km pode ser facilmente atingidas sem a necessidade de se considerar os atrasos de propagação dos dados;
• ilimitada expansão da tamanho da rede conectando-se domínios de colisão / redes parciais individuais. Se a extensão excede 150Km, os atrasos de propagação devem ser considerados.
• simples expansão de redes existentes sem efeitos de detrimento

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