Plusieurs bandes passantes ont été définies dans la norme SPE. La première partie du nom indique le débit en Mbit/s : 10BASE signifie 10 Mbit/s. Il existe des normes pour 10BASE-T1S (S pour « court »), 10BASE-T1L (L pour « long »), 100BASE-T1, 1000BASE-T1, et même des débits de transmission de données plus élevés : 2,5, 5 et 10 Gbit/s. La norme SPE réduit les coûts du système en diminuant le poids et la complexité du câblage.
La mégatendance dans le domaine des réseaux est le passage des systèmes distribués, définis principalement par le matériel utilisé, à des systèmes plus centralisés et définis par logiciel. La tendance est de tout connecter via Ethernet.
• Les architectures matérielles conçues pour un domaine spécifique cèdent la place à des zones interconnectées et à une plateforme informatique centralisée.
• Les multiples bus spécifiques à chaque application sont remplacés par un réseau Ethernet omniprésent basé sur le protocole IP.
Les passerelles ou contrôleurs nécessaires à la conversion entre différents types de matériel, ainsi que leur câblage complexe, sont éliminés. Un câblage économique à paire unique permet de déployer Ethernet en périphérie du réseau.
Tout ceci se traduit par un réseau plus puissant et plus flexible, capable de relever les défis du secteur.
L'Ethernet offre la possibilité de développer des infrastructures connectées entre le cloud et la périphérie du réseau. Les réseaux informatiques traditionnels, situés en amont, permettent une communication de haut niveau. Les réseaux OT (technologies opérationnelles) sont utilisés au sein des bâtiments pour contrôler les processus et les chaînes de montage. À mesure que l'on se rapproche de la périphérie du réseau d'entreprise, on trouve des capteurs, des actionneurs et d'autres dispositifs de bas niveau.
L'Ethernet offre une voie commune pour connecter et communiquer avec tous ces éléments, rendant leurs données accessibles aux plus hauts niveaux de l'organisation. Ceci permet d'exploiter de grands volumes de données (Big Data) pour améliorer les opérations commerciales. Il simplifie également la configuration et le contrôle du système. Les mécanismes mis en place pour l'Ethernet peuvent protéger ces éléments. L'authentification, le chiffrement et les mises à jour sécurisées sont des exigences de plus en plus importantes pour les réseaux modernes.
Microchip a contribué à l'élaboration des normes IEEE et a simultanément développé un catalogue complet de solutions SPE flexibles et évolutives. Que ce soit pour 10 Mbit/s, 100 Mbit/s ou 1 000 Mbit/s, Microchip propose un commutateur PHY, MAC-PHY ou Ethernet capable de gérer une seule paire de fils pour la transmission de données.
La technologie 10BASE-T1S est l'un des types d'interconnexion Ethernet les plus récents définis par l'IEEE.
La norme IEEE 802.3cg a été publiée en 2019. Microchip a joué un rôle déterminant dans son élaboration au sein de l'IEEE. Cette norme a été conçue pour déployer l'Ethernet en périphérie des réseaux de technologies opérationnelles (OT). Les systèmes actuels offrent une bande passante de l'ordre de quelques centaines de kilobits par seconde ; le passage à des débits de l'ordre du mégabit par seconde permettra d'anticiper les évolutions futures.
Cette technologie utilise une communication semi-duplex et offre une topologie flexible allant des configurations point à point aux configurations multipoints, auquel cas elle implique plusieurs appareils connectés à une ligne de bus constituée d'une seule paire de fils.
La norme 10BASE-T1S est définie comme utilisant une seule paire de conducteurs symétriques. Il peut s'agir d'une seule paire de fils torsadés, d'autres configurations de paires de fils, ou même de pistes parallèles sur une carte de circuit imprimé ou un fond de panier de serveur.
La nouvelle norme 10BASE-T1S définit une couche physique qui ouvre de nouvelles perspectives commerciales aux entreprises adoptant des systèmes tout Ethernet. Les données provenant de n'importe quel point du système peuvent être exploitées de manière innovante dans de nouvelles applications.
Le coût peut être réduit grâce à l'utilisation de composants, de logiciels et de câbles simples. Un nouveau contrôleur Ethernet MAC-PHY 10BASE-T1S, désormais disponible sur le marché, permet même aux microcontrôleurs les plus simples de s'intégrer à l'écosystème Ethernet. Le 10BASE-T1S élimine le besoin de passerelles auparavant nécessaires à la conversion des données entre différents systèmes matériels. La fonction multidrop réduit le nombre de ports sur les commutateurs, les périphériques se connectant à une seule ligne de bus.
L'utilisation de mécanismes de sécurité éprouvés et d'interfaces Ethernet unifiées réduit les risques liés au développement d'applications en périphérie des réseaux industriels. Ces mécanismes de sécurité sont familiers à un grand nombre de concepteurs et d'installateurs. La maîtrise de cette technologie par de nombreux utilisateurs permet d'identifier et de résoudre rapidement tout problème éventuel. Les ressources de conception, de développement logiciel, de test et de maintenance, à tous les niveaux des réseaux OT et IT, peuvent ainsi être concentrées sur les mêmes mécanismes de communication fondamentaux.
Microchip propose une gamme complète de couches physiques SPE (SPE PHY), de 10 Mbit/s à 1 000 Mbit/s, adaptées aux environnements industriels. Sa prise en charge optimisée des applications industrielles inclut la protection, la sécurité et le câblage longue distance. Des solutions réseau SPE complètes peuvent être mises en œuvre grâce à un large éventail de commutateurs SPE. Microchip propose des commutateurs intelligents compatibles avec la technologie TSN (Time Sensitive Networking) et intégrant la technologie SPE PHY. Notre dernière innovation est le premier commutateur SPE monopuce disponible sur le marché. Ce dispositif, conforme à la norme TSN, intègre de manière unique la structure de commutation, le processeur, la RAM et la mémoire FLASH. Les concepteurs peuvent désormais mettre en œuvre des solutions de commutation à paire unique, même sans expérience préalable de la technologie T1 PHY ou des spécifications AVB et TSN.
Auteur : Henry Muyshondt, directeur principal, Microchip Technology, Inc.
