Schneider Electric Transparent Factory - Conception de réseau et Mode d'emploi

Transparent Factory
Conception de réseau et guide de
câblage
35002988_01
fre
Mars 2005
2
Table des matières
A propos de ce manuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Chapitre 1
Introduction à la conception de réseau Ethernet . . . . . . . . . . . 7
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Présentation de la conception d'un réseau Ethernet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Produit de connectivité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Architecture globale. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Chapitre 2
Plan du site . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Un plan du site est nécessaire : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Chapitre 3
Flux de données . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Chapitre 4
Redondance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Redondance d’alimentation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Redondance du réseau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Chapitre 5
5.1
5.2
5.3
Distances et règles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Conception d'un réseau multisegment à un seul domaine de collision. . . . . . . . 25
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Règle Ethernet standard 1 : détection de collision et temps maximal de propagation
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Règle Ethernet standard 2 : Rétrécissement de l'intervalle entre paquets . . . . . 29
Limites de couches physiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Modèles de calcul dans le domaine Ethernet 10 Mbit/s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Modèle Ethernet 1 standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Modèle Ethernet 2 standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Modèle de calcul de Schneider Automation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Modèles de calcul dans le domaine Ethernet 100 Mbit/s . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Modèle 1 de transmission standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Modèle 2 de transmission standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3
5.4
Chapitre 6
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
4
Connexion des commutateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Connexion des commutateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Recommandations de câblage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Règles de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Règles et précautions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Pésentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Compatibilité Electromagnétique (CEM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Terre et Masses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Mode Differentiel et Mode Commun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Câblage des masses et du neutre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Choix des câbles électriques Transparent Factory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Sensibilité des différentes familles de câbles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Règles de câblage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Règles à suivre par le monteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Première règle de câblage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Deuxième règle de câblage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Troisième règle de câblage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Utilisation des chemins de câbles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Principes généraux d’utilisation de chemins de câbles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Modes de vérification de la longueur d’un câble homogène . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Mode de vérification de la longueur d’un câble hétérogène . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Autres effets protecteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Liaisons entre bâtiments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Câblage des liaisons électriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Protection des pénétrations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Utilisation de la fibre optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Choix et montage de la fibre optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Choix du type de connexion optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Mise en place des cordons optiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
A propos de ce manuel
Présentation
Objectif du
document
Ce manuel décrit la conception d'un réseau Ethernet et fournit quelques recommandations en matière de câblage.
Champ
d'application
Le recommandations de ce manuel peuvent s'appliquer à tout réseau Ethernet.
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utilisateur
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A propos de ce manuel
6
490 USE 13400 Oct. 2000
Introduction à la conception de
réseau Ethernet
1
Introduction
Présentation
Ce chapitre fournit quelques informations de base sur la conception d'un réseau
Ethernet.
Contenu de ce
chapitre
Ce chapitre contient les sujets suivants :
Sujet
Présentation de la conception d'un réseau Ethernet
8
Produit de connectivité
9
Architecture globale
490 USE 13400 Oct. 2000
Page
11
7
Introduction à la conception de réseau Ethernet
Présentation de la conception d'un réseau Ethernet
Présentation
8
La conception d'un réseau Ethernet commence par une description de l'application
ciblée. Il faut prendre en compte trois aspects principaux dans cette description :
l l'aspect topologique (chapitre 2),
l l'évaluation du flux de données (chapitre 3),
l et les exigences de redondance (chapitre 4).
Après cette première étape qui décrit les exigences de l'installation, la conception
du réseau doit répondre aux conditions suivantes. Pour fonctionner correctement,
l'architecture du réseau doit être conforme à des règles particulières :
l les distances et règles Ethernet (chapitre 5),
l les règles de CEM (chapitre 6).
490 USE 13400 Oct. 2000
Introduction à la conception de réseau Ethernet
Produit de connectivité
Stations
d'extrémité
Les stations d'extrémité sont les équipements que vous souhaitez connecter par le
réseau. Ce sont les entités qui communiquent, envoient et reçoivent les données.
Ces équipements sont les suivants :
l un PC connecté à Ethernet par une carte PCMCIA, PCI ou ISA,
l un automate tel qu'un produit de la gamme Quantum connecté avec un module
NOE, Premium avec un module ETY ou M1E avec une connexion Ethernet
intégrée, Micro avec un module ETZ,
l un périphérique d'E/S tel que le Momentum ENT avec Ethernet "Top-hat".
Ces stations d'extrémité sont appelées "équipement terminal de traitement de
données (ETTD)" dans les standards Ethernet. Le terme "noeud" ou "station" peut
également être utilisé dans les documentations.
Hub
Le Hub ou concentrateur dispose de plusieurs ports de connexion, et toutes les
trames et tous les signaux de collision reçus sur un port sont répétés sur tous les
autres ports.
Synonymes : répéteur, coupleur en étoile, concentrateur.
Il est possible de mettre plusieurs répéteurs en cascade. Dans ce cas, vous devez
utiliser un câble croisé pour connecter les concentrateurs entre eux.
490 USE 13400 Oct. 2000
9
Introduction à la conception de réseau Ethernet
La figure ci-dessous montre la fonctionnalité des concentrateurs :
L'automate
envoie
un message
à l'automate
B
PLC A A
send
a message
to PLC
B
Automate
PLC B B
Automate
PLC A A
MO DICO N
MODI CON
Chaque
équipementreceives
reçoit le the
message et
Every Equipment
l'ignore, sauf l'automate B
message and discards it, except PLC B
MO DICO N
MODICON
Emetteursrécepteurs
Le transceiver ou Emetteur-récepteur permet de changer le médium. Il dispose de
deux ports, l'un 10BaseT avec une paire torsadée en cuivre et l'autre 10BaseFL
avec de la fibre optique par exemple.
Commutateurs
Les commutateurs ou switchs fonctionnent au niveau 2 du modèle ISO.
Lorsqu'ils reçoivent une trame, ils rejettent les trames incorrectes (trop longues,
trop courtes ou comportant des erreurs CRC) et ne propagent pas la collision. Ils
servent ainsi de frontière et de liaison entre deux domaines de collision. Cette
fonction étend la longueur maximale fixée par les règles du domaine de collision.
Un commutateur est également un filtre : il apprend l'adresse MAC des éléments
connectés à chaque port. Et lorsqu'il reçoit une trame, il la répète uniquement sur le
port sur lequel l'élément ayant cette adresse cible est connecté.
Lorsque l'adresse cible est une adresse de diffusion ou de multidiffusion, ou lorsque
l'adresse n'a pas encore été apprise, la trame est érépétée sur tous les autres port
du commutateur sauf si le commutateur dispose de la fonction de filtrage des trames
de multidiffusion.
10
490 USE 13400 Oct. 2000
Introduction à la conception de réseau Ethernet
Avec cette fonction de filtrage, lorsque nous connectons deux segments de réseau
avec un commutateur, seules les trames utiles sont diffusées, ce qui améliore la
bande passante pour les données.
Les ports de commutateurs peuvent également offrir une fonction duplex. Cela
signifie qu'ils peuvent à la fois transmettre et recevoir. La bande passante du réseau
peut alors atteindre 200 Mbit/s. Cette fonction peut être utilisée pour connecter deux
commutateurs ou encore une station duplex sur un port.
Un exemple de commutateurs est présenté ci-dessous :
Réseau
redondant
électrique
ou
optique
Electrical
or Optical
Redundant
Network
200Mbps
Duplex
200
Mbit/sFull
Duplex
Domaine
de
Co llision
collision
Do main33
C o llision
Domaine
de
Domain44
collision
MO D C
IO N
M ODI C ON
PLC A
PLC B
Domaine
Co llisionde
collision
D
omain 22
MO DICO N
Domaine
de
Co llision
collision
Domain 55
M ODI CON
MO DIC O N
M ODI CON
Domaine
de
Collision
collision
Do main 1
1
490 USE 13400 Oct. 2000
11
Introduction à la conception de réseau Ethernet
Architecture globale
Description
L'architecture globale d'un réseau Ethernet est divisée en différents domaines de
collision reliés par des commutateurs.
Dans chaque domaine de collision, chaque élément participe au protocole de
résolution de la collision et doit être conforme aux règles et aux distances de ce
domaine.
Le domaine peut être à 10 Mbit/s (Ethernet) ou à 100 Mbit/s (Fast Ethernet). Le
choix de la vitesse de transmission dépend des caractéristiques techniques des
éléments connectés et des besoins de bande passante que requiert l'application.
Les commutateurs sont utilisés pour la séparation du flux de données des
différents domaines ; ils permettent également d’augmenter les distances limites
dans ces domaines.
Exemple :
Réseau
redondant
ou optique
Electrical
or Opticalélectrique
Redundant
Red undant Network
200
Mbit/sFull
Full
duplex
200Mbps
Duplex
Domaine
de
Collision
collision
Do main33
Domaine
de
C ollision
collision
Domain 4
4
MO D ICO N
M ODI C ON
PLC A
PLC B
Domaine
Co llision
de 2
Domain
collision 2
MO DICO N
Co llisionde
Domaine
Domain 55
collision
M ODI CON
MO DIC O N
M ODI CON
Domaine
Collisionde
collision
Do main 11
12
490 USE 13400 Oct. 2000
Plan du site
2
Un plan du site est nécessaire :
Raisons de la
nécessité
d'élaborer un
plan du site
Le plan du site doit être élaboré pour décrire l'application d'un point de vue
topologique et physique ; vous y trouverez :
l l'emplacement des différentes zones et machines,
l l'emplacement des stations et des éléments,
l l'emplacement des réseaux existants,
l l'emplacement du chemin de câblage existant,
l l'emplacement des zones à risque en termes d'émissions CEM
l l'emplacement d'un chemin redondant.
Qu’apporte-t-il ?
Ce plan de site apporte des informations sur :
l la position relative des éléments devant être liés,
l les distances entre les éléments,
l les distances entre les réseaux existants,
l la situation d'une zone à risques en termes d'émissions CEM.
490 USE 13400 Oct. 2000
13
Plan du site
14
490 USE 13400 Oct. 2000
Flux de données
3
Description
Présentation
Il est important de décrire le flux de données des différentes stations connectées.
Pour chaque flux :
l donnez le volume et la fréquence,
l calculez la bande passante nécessaire.
Tous les détails relatifs aux flux de données par service de communication sont
décrits dans le manuel "Transparent Factory Ethernet User and Planning Guide"
(490USE13300).
Constituez une table croisée de toutes les stations pour créer des groupes et
déterminer ainsi l'utilisation des commutateurs.
Note : Utilisez 8 à 40 % de la bande passante disponible sur chaque domaine de
manière à éviter des collisions en cascade.
490 USE 13400 Oct. 2000
15
Flux de données
16
490 USE 13400 Oct. 2000
Redondance
4
Introduction
Présentation
Ce chapitre explique la redondance de l'alimentation et du réseau.
Contenu de ce
chapitre
Ce chapitre contient les sujets suivants :
490 USE 13400 Oct. 2000
Sujet
Page
Redondance d’alimentation
18
Redondance du réseau
19
17
Redondance
Redondance d’alimentation
Présentation
Une redondance d’alimentation est disponible sur tous les concentrateurs,
émetteurs-récepteurs ou commutateurs de Schneider Automation.
Il est possible de connecter deux alimentations sur le bornier. Les deux entrées sont
découplées, il n'y a pas de distribution de charge et le module d'alimentation dont la
tension de sortie est la plus élevée alimente l'appareil.
La défaillance d'au moins une source d'alimentation est indiquée par le contact de
signalisation (contact de relais, circuit fermé), par des voyants sur le panneau avant
ou des interruptions SNMP sur les produits gérés.
Note : Si l'alimentation est routée sans redondance, le produit indique un défaut.
Vous pouvezéviter ce message en appliquant la tension d'alimentation aux deux
entrées.
18
490 USE 13400 Oct. 2000
Redondance
Redondance du réseau
Anneau optique
10 Mbit/s
A l’aide du concentrateur Ethernet TF 3TP/2FL 499NOH00510, il est possible de
construire un anneau de concentrateurs mis en cascade via leurs ports optiques
(ports 4 et 5). En cas de défaillance d'un concentrateur ou d'une ligne, une structure
de bus continue de fonctionner.
L'un des concentrateurs de l'anneau doit être le gestionnaire de redondance. Cette
fonction est activée par le micro-interrupteur R5 (par défaut, ce commutateur est en
position off et la gestion de la redondance n'est pas activée).
Structure redondante d'anneau via les ports F/O du concentrateur 10 Mbit/s 3TP/
2FL :
Momentum
Concentrateur Ethernet 10 Mbit/s 4TP
Cordon croisé en paire torsadée blindée
(490NTC00..)
Quantum
Concentrateur Ethernet
10 Mbit/s 3TP/2FL
Premium
Fibre optique
Cordon en paire torsadée
blindée (490NTW00..)
Anneau de concentrateurs avec
liaison redondante
490 USE 13400 Oct. 2000
19
Redondance
Anneau de
commutateurs
100 Mbit/s
A l’aide des commutateurs TF 5Tx/2Fx ou 7Tx (499NES07100 ou 499NOS07100),
il est possible de construire un anneau de commutateurs reliés via leurs ports 6 et
7. En cas de défaillance d'un commutateur ou d'une ligne, une structure de bus
continue de fonctionner en moins de 500 ms lorsque 50 commutateurs sont
connectés.
L'un des commutateurs de l'anneau doit être le gestionnaire de redondance. Cette
fonction est activée par le micro-interrupteur RM.
Par défaut, ce commutateur est en position off et la gestion de la redondance n'est
pas activée.
Sur tous les commutateurs de l'anneau, les ports 6 et 7 doivent être configurés avec
leurs paramètres par défaut : 100Mbit/s, full duplex, autonégociation.
Structure redondante d'anneau en cuivre
Quantum
Premium
Commutateur TF 10/100 Mbit/s 7TX
Gestionnaire de
redondance configuré
20
Concentrateur Concentrateur Concentrateur Ethernet
Ethernet 100 Ethernet 10
10 Mbit/s 3TP/2FL
Mbit/s 4TP
Mbit/s 4TX
Cordon en paire
torsadée blindée (490NTW00..)
Cordon en paire torsadée
blindée (490NTW00..)
Médium
cuivre
490 USE 13400 Oct. 2000
Redondance
Liaison
redondante entre
des segments de
réseau
490 USE 13400 Oct. 2000
Les commutateurs TF 499NES07100 et 499NOS07100 permettent de construire
une liaison redondante entre deux segments de réseau.
En mode normal, la liaison entre l'anneau optique 1 et l'anneau optique 2 est gérée
par le commutateur "maître" via la ligne principale sur son port 1. Pour créer une
ligne redondante entre ces deux anneaux, un deuxième commutateur, appelé
"esclave", est utilisé :
l Le maître et l'esclave sont connectés sur leur port redondant via une paire
torsadée croisée (490NTC00***).
l La fonction de surveillance / mise en r éserve doitêtre activée sur le commutateur
esclave. Le micro-interrupteur de surveillance (standby) doit être en position ON.
l Le commutateur esclave est relié à l'anneau 2 sur son port 1. Cette liaison est
redondante.
Si la ligne principale tombe en défaut, en 0,5 s, le NxS redondnat libère la liaison
redondante. Dès que la ligne principale fonctionne de nouveau normalement, le
NxS maître informe le NxS redondant. La ligne principale est libérée et la ligne
redondante est à nouveau bloquée.
21
Redondance
Couplage redondant d’anneaux optiques
Commutateurs TF 10/100 Mbit/s 5TX/2FX
Gestionnaire de redondance configuré
anneau optique 1
Esclave
anneau optique 2
Concentrateur
Ethernet 10 Mbit/s
3TP/2FL
Ligne redondante
Commutateurs TF 10/
100 Mbit/s 5TX/2FX
Couplage redondant
de l’anneau 1 et de
l’anneau 3
Cordon croisé en paire torsadée
blindée (490NTW00..)
Ligne principale
Fibre optique
Ligne redondante
Couplage redondant de
l’anneau 1 et de l’anneau 2
Ligne principale
Maître
anneau optique 3
Gestionnaire de
redondance configuré
Fibre optique
22
Fibre optique
490 USE 13400 Oct. 2000
Distances et règles
5
Introduction
Présentation
Ce chapitre contient une présentation des règles à appliquer lors de la conception
d'un réseau Ethernet.
Contenu de ce
chapitre
Ce chapitre contient les sous-chapitres suivants :
490 USE 13400 Oct. 2000
Souschapitre
Sujet
Page
5.1
Conception d'un réseau multisegment à un seul domaine de
collision
25
5.2
Modèles de calcul dans le domaine Ethernet 10 Mbit/s
31
5.3
Modèles de calcul dans le domaine Ethernet 100 Mbit/s
47
5.4
Connexion des commutateurs
50
23
Distances et règles
24
490 USE 13400 Oct. 2000
Distances et règles
5.1
Conception d'un réseau multisegment à un seul
domaine de collision
Introduction
Présentation
Cette section explique comment ces règles sont liées au comportement Ethernet.
Contenu de ce
sous-chapitre
Ce sous-chapitre contient les sujets suivants :
490 USE 13400 Oct. 2000
Sujet
Page
Règle Ethernet standard 1 : détection de collision et temps maximal de
propagation
26
Règle Ethernet standard 2 : Rétrécissement de l'intervalle entre paquets
29
Limites de couches physiques
30
25
Distances et règles
Règle Ethernet standard 1 : détection de collision et temps maximal de
propagation
Méthode d'accès
à Ethernet
Détection de
collision
CSMA/CD
Chaque station terminale d'extrémité (ETTD - Equipement Terminal de
Transmission de Données) du réseau surveille le trafic sur le réseau et, en l'absence
de trafic, commence immédiatement la transmission des données.
La séquence d'une occurrence de transmission est la suivante :
l Test de porteuse : les membres du réseau vérifient si le médium de transmission
est disponible.
l Accès multiple : si le médium de transmission est libre, un ETTD commence à
transmettre les données.
l Détection de collision : si plusieurs ETTD envoient des données simultanément,
une collision de données se produit.
La collision est détectée par chaque ETTD et la transmission est interrompue. Un
calcul aléatoire est effectué dans chaque ETTD pour déterminer à quel moment
la station pourra de nouveau envoyer des données.
La séquence complète pour l'envoi des données est la suivante :
La station est
prête à envoyer
Nouvelle tentative
Détection
canal
Canal occupé (3)
(1)
Canal libre
(2)
Transmission des
Collision détectée
données et détection du
canal(4)
Attente en fonction de
la stratégie d'attente
(6)
Transmission du signal
de bourrage
(5)
Pas de collision détectée
Transmission
terminée
26
490 USE 13400 Oct. 2000
Distances et règles
Règle Ethernet 1
: Temps maximal
de propagation
de collision allerretour
Cette première règle est la conséquence de cette méthode d'accès lorsqu'elle est
appliquée à la transmission des trames les plus courtes (64 octets = 512 bits après
le délimiteur de début de trame).
La figure ci-dessous représente la transmission d'une telle trame de l'ETTD1 à
l'ETTD2. L'ETTD1 doit détecter la collision créée par l'ETTD2 avant la fin de sa
transmission de trame.
Le signal a le temps de se propager jusqu'à la station la plus éloignée (ETTD2) qui
transmet juste avant de recevoir, et le signal entré en collision a le temps de revenir
à la première station (ETTD1) qui détecte la collision. Ce temps mis par le signal
pour aller jusqu'à la station la plus éloignée et revenir sous forme de signal entré en
collision est appelé le temps de propagation de collision aller-retour.
Ainsi, la valeur maximale du temps de propagation de collision aller-retour doit être
inférieure à la durée de transmission de la trame la plus courte.
ETTD1
REP1
REP2
L'ETTD1 détecte un
canal
libre et commence
à émettre
distance
Les données émises
franchissent les
segments
et les répéteurs
Pendant la transmission de la trame la plus courte,
ETTD2
Juste avant que les données
n'atteignent l'ETTD2, celui-ci
détecte un canal
libre et commence
à émettre
L'ETTD2 reconnaît une
collision, interrompt sa
transmission et
transmet un signal de
bourrage
temps
Le signal de bourrage
franchit les segments
et les répéteurs
L'ETTD reconnaît la
collision et interrompt
son
émission
Le temps de propagation calculé étant la somme de tous les retards introduits par
les composants et supports (câbles et fibres optiques), cette règle limite le nombre
de répéteurs (concentrateurs et émetteurs-récepteurs) ainsi que la longueur totale
des câbles et des fibres.
490 USE 13400 Oct. 2000
27
Distances et règles
Règle Ethernet standard 2 : Rétrécissement de l'intervalle entre paquets
Espacement
entre trames
Les standards Ethernet 10/100 Mbit/s spécifient un espacement minimal entre les
trames d'une durée de 96 bits. Cet espacement est destiné à fournir un temps de
récupération entre les trames pour d'autres sous-couches CSMA/CD et pour le
médium physique.
Rétrécissement
de l'intervalle
entre paquets
La perte de bits variable (préambule) de deux paquets de données successifs sur
le même itinéraire peut entraîner un rétrécissement de l'intervalle entre paquets.
Comme un répéteur régénère les bits de préambule perdus de tous les paquets qu'il
traite, chaque paquet est totalement reconstruit. Si le premier paquet de données
perd davantage de bits de préambule que le paquet suivant, l'intervalle est réduit.
Exemple de rétrécissement de l'intervalle entre paquets :
signal
d'origine
Intervalle entre
paquets
Paquet 1
Paquet 2
perte de bits
Paquet 1
entrée
Paquet 2
Répéteur
Interv. entre paquets rétréci
sortie
Paquet 1
(reconstruit)
Paquet 2
La règle suivante fixe la limite de ce rétrécissement de l'intervalle entre paquets :
L'espace entre deux paquets successifs qui ne sont pas en collision peut avoir une
valeur minimale de 47 bits à la ligne de réception de l'interface de raccordement de
l'ETTD. (Std 802.3). Cette règle permet un rétrécissement maximum de 96-47 = 49
bits.
Le rétrécissement de l'intervalle entre paquets pouvant apparaître à chaque
passage par un répéteur, cette règle restreint le nombre de concentrateurs et
d'émetteurs-récepteurs entre deux éléments.
28
490 USE 13400 Oct. 2000
Distances et règles
Limites de couches physiques
Ethernet 10
Mbit/s
Deux couches physiques différentes sont utilisées sur Ethernet 10 Mbit/s
Transparent Factory :
l Ethernet 10BaseT, utilisant des câbles à paire torsadée blindés (SFTP) avec des
connecteurs RJ45,
l Ethernet 10BaseFL, utilisant une fibre multimode 62,5/125 avec des connecteurs
ST.
Les deux couches physiques ont des contraintes physiques qui limitent la longueur
du médium.
Limites Schneider Automation Limites de la norme
802.3
Longueur maximale d'un câble principal à paire torsadée
100 m
100 m
Longueur maximale d'une fibre optique multimode 62,5/
125 nm
3100 m
2000 m
Note : Ces limites ne doivent jamais être dépassées.
Ethernet 100
Mbit/s
Deux couches physiques différentes sont utilisées sur Ethernet 100 Mbit/s
Transparent Factory :
l Ethernet 100BaseTx, utilisant des câbles à paire torsadée blindés (SFTP) avec
des connecteurs RJ45,
l Ethernet 100BaseFx, utilisant une fibre multimode 62,5/125 avec des
connecteurs SC.
Les deux couches physiques ont des contraintes physiques qui limitent la longueur
du médium.
Limites Schneider
Automation
Limites de la
norme 802.3
Longueur maximale d'un câble principal à paire
torsadée
100 m
100 m
Longueur maximale d'une fibre optique multimode
62,5/125 nm
412 m
412 m
Semi-duplex
3000 m
2000 m
Full duplex
Note : Ces limites ne doivent jamais être dépassées.
490 USE 13400 Oct. 2000
29
Distances et règles
5.2
Modèles de calcul dans le domaine Ethernet 10
Mbit/s
Introduction
Présentation
Cette section présent les différents modèles standard de l'Ethernet 10 Mbit/s
Contenu de ce
sous-chapitre
Ce sous-chapitre contient les sujets suivants :
30
Sujet
Page
Modèle Ethernet 1 standard
32
Modèle Ethernet 2 standard
33
Modèle de calcul de Schneider Automation
40
490 USE 13400 Oct. 2000
Distances et règles
Modèle Ethernet 1 standard
Description
Ce modèle est décrit dans le chapitre 13.3 de la norme 802.3 ; il suppose que les
composants de communication fonctionnent dans les limites physiques décrites
dans le chapitre précédent.
Ce modèle définit des règles simples pour mettre en oeuvre un réseau Ethernet (10
Mbit/s) :
l Le chemin de transmission entre deux ETTD peut comprendre jusqu'à cinq
segments et quatre répéteurs.
l Lorsqu'un chemin de transmission comprend quatre répéteurs et cinq segments,
chaque segment individuel en 10BaseFL ne doit pas dépasser 500 m.
l Lorsqu'un chemin de transmission comprend trois répéteurs et quatre segments,
les restrictions suivantes s'appliquent :
l La longueur maximale d'un segment de fibre entre deux répéteurs ne doit pas
dépasser 1000 m pour 10BaseFL.
l La longueur maximale d'un segment de fibre entre un répéteur et un ETTD ne
doit pas dépasser 400 m pour 10BaseFL.
Note : Sur des segments 10BaseT, la limite physique décrite au paragraphe 5.1.3
doit être appliquée.
Note : La norme 802.3 apporte des règles supplémentaires dans le cas de
l'utilisation d'autres composants ou médium tels que 10BaseFB, 10BaseFP, AUI,
etc. Consultez ce document si nécessaire.
490 USE 13400 Oct. 2000
31
Distances et règles
Modèle Ethernet 2 standard
Description
Le modèle précédent est une approche simpliste qui peut servir de guide pour un
premier niveau de conception du réseau.
Le chapitre 13.4 de la norme 802.3 décrit le modèle 2 de transmission qui fournit
une description plus précise de la méthode de calcul de la plage réseau maximale.
Ce modèle se compose d'une série de segments, dont un segment d'extrémité
gauche, des segments médians et un segment d'extrémité droite :
Segment d'extrémité
gauche
ETTD
Conformité avec
la règle 1 : calcul
de la valeur du
retard du chemin
(PDV)
REP
Segment médian
REP
REP
Segment d'extrémité
droite
REP
ETTD
La première étape est la sélection du chemin le plus défavorable dans le réseau. Il
s'agit du chemin entre deux ETTD ayant le temps aller-retour le plus long.
Retard fixe :
Le modèle Ethernet 2 standard définit des valeurs de retard fixe pour chaque type
de segment, en fonction de sa position dans ce modèle. Il définit également un
retard aller-retour pour chaque mètre de médium (retard AR/m). Chaque retard est
spécifié en durée de bit (BT), qui représente 100 ns à 10 Mbit/s.
Type de
segment
Longueur
maximale
Retard de
base
d'extrémité
gauche
Retard de
base de
segment
médian
Retard de
base
d'extrémité
droite
Retard AR/m
10BaseT
100 m
15,25 BT
42 BT
165 BT
0,113 BT/m
10BaseFL
2000 m
12,25 BT
33,5 BT
156,5 BT
0,100 BT/m
Note : 0,113 BT = 11,3 ns/m, ce qui correspond à une vitesse de propagation de
5,65 ns/m.
32
490 USE 13400 Oct. 2000
Distances et règles
Valeur du délai
d'un segment
Calcul de la SDV :
Grâce à ce tableau, la valeur du retard de chaque segment (SDV, Segment Delay
Value) peut être déterminée par la formule suivante :
SDV = retard de base + [longueur*(retard aller-retour/mètre)]
Par exemple, la SDV d'un segment d'extrémité droite de 80 m en 10BaseT est :
SDV = 165 BT + 80m * 0,113 BT/m = 165 BT + 9,04 BT = 174,04 BT
Valeur du délai
du chemin
Calcul de la PDV (Path Delay Value):
La PDV est la somme de toutes les SDV du chemin plus une marge pouvant aller
jusqu'à 5 bits.
Note : En application de la règle Ethernet 1, la PDV ne doit pas dépasser 575 BT
Note : Si un candidat pour le chemin le plus défavorable comprend des segments
de différents types, le calcul doit être effectué deux fois, en considérant le premier
segment d'extrémité comme l'extrémité gauche, puis l'autre. La PDV sera la valeur
maximale obtenue.
Note : La norme 802.3 apporte des informations supplémentaires dans le cas de
l'utilisation d'autres composants ou médiums tels que 10Base2, 10Base5, AUI, etc.
Consultez ce document si nécessaire.
490 USE 13400 Oct. 2000
33
Distances et règles
Conformité avec
la règle 2 : Calcul
de la valeur de la
variabilité du
chemin
SVV : valeur de variabilité du segment (Segment Variability Value) :
Le modèle Ethernet 2 standard définit des valeurs de variabilité du segment fixes
pour chaque type de segment, en fonction de sa position dans ce modèle.
Type de
segment
Transmission d'un segment d'extrémité segment
d'extrémité gauche ou droite
Segment
médian
10BaseT
10,5 BT
8 BT
10BaseFL
10,5 BT
8 BT
PVV : valeur de variabilité du chemin (Path Variability Value) :
Le chemin le moins favorable à travers le réseau doit être identifié (nombre le plus
élevé de segments) et sa valeur de variabilité de chemin doit être validée.
Dans ce scénario, le segment d'extrémité de réception n'est pas inclus, si bien que
le segment d'extrémité de transmission est le segment d'extrémité ayant la SVV la
moins favorable (cela pourrait être le cas avec d'autres couches physiques que
celles ci-dessus).
La PVV est la somme de toutes les SVV des segments médians et de la SVV du
segment d'extrémité de transmission.
Note : En application de la règle Ethernet 2, la PVV ne doit pas dépasser la
durée de 49 bits.
Note : La norme 802.3 apporte des informations supplémentaires dans le cas de
l'utilisation d'autres composants ou médiums tels que 10Base2, 10Base5, AUI, etc.
Consultez ce document si nécessaire.
34
490 USE 13400 Oct. 2000
Distances et règles
Exemple de
calcul avec le
modèle 2
Exemple 1 :
RepC
10BaseT
100 m
10BaseT
100 m
RepB
10BaseT
100 m
Stat5
Stat4
RepD
Stat6
10BaseT
100 m
RepE
RepA
10BaseT
100 m
10BaseT
50 m
Stat2
Stat1
Stat3
10BaseFL
1700 m/1650 m
Stat7
Dans cette architecture, le chemin le plus défavorable se trouve entre la station 1 et
la station 7 : il y a 5 répéteurs sur le chemin et la distance totale est de 2200 ou 2150
m.
490 USE 13400 Oct. 2000
35
Distances et règles
Caractéristiques
standards
Le premier tableau ci-dessous effectue le calcul de la valeur du retard du chemin et
de la valeur de variabilité du chemin lorsque la longueur de la fibre optique entre le
répéteur E et la station 7 est de 1700 m.
SDV fixe standard
SVV fixe standard
Type de
segment
Retard de
base segment
d'extrémité
gauche
Retard de
base
segment
médian
Retard de
Retard AR/
base segment m
d'extrémité
droite
Segment
Segment
d'extrémité
médian
de
transmission
Longueur
maximale
10BaseT
15,250 BT
42,000 BT
165,000 BT
0,113 BT/m
10,5 BT
8 BT
100 m
10BaseFL
12,250 BT
33,500 BT
156,500 BT
0,100 BT/m
10,5 BT
8 BT
2000 m
Calcul pour l'exemple 1 avec 1700 m entre RepE et Station 7 :
Calcul de la PDV
Première
extrémité
Calcul de la PVV
Extrémité
gauche
Extrémité
droite
SVV
calculée
SVV du
segment
Type
10BaseT
15,250 BT
165,000 BT
10,5 BT
10,5 BT
Longueur
100 m
11,300 BT
11,300 BT
8 BT
8 BT
Type
10BaseT
42,000 BT
42,000 BT
8 BT
8 BT
Longueur
100 m
11,300 BT
11,300 BT
Type
10BaseT
42,000 BT
42,000 BT
8 BT
8 BT
Longueur
100 m
11,300 BT
11,300 BT
Type
10BaseT
42,000 BT
42,000 BT
8 BT
8 BT
Longueur
100 m
11,300 BT
11,300 BT
Type
10BaseFL
156,500 BT
12,500 BT
0,0 BT
10,5 BT
Longueur
1700 m
170,000 BT
170,000 BT
5,000 BT
5,000 BT
Segment
médian 1
Segment
médian 2
Segment
médian 4
Extrémité
finale
Marge
PDV totale
36
571,250 BT
576,750 BT
OK
ERREUR
575 BT
42,5 BT
Max =
Longueur
totale
49,0 BT
2200 m
OK
490 USE 13400 Oct. 2000
Distances et règles
La conclusion est que cette architecture n’est pas valide : La PVV est correcte et la
PDV commençant de la station 1 à la station 7 est également correcte. Mais la PDV
de la station 7 à la station 1 dépasse la limite de 575 BT.
En limitant la longueur de la fibre optique à 1650 m, l'architecture devient valide,
comme indiqué dans le tableau suivant :
Calcul de la PDV
Première
extrémité
Calcul de la PVV
Extrémité
gauche
Extrémité
droite
SVV
calculée
SVV du
segment
Type
10BaseT
15,250 BT
165,000 BT
10,5 BT
10,5 BT
Longueur
100 m
11,300 BT
11,300 BT
8 BT
8 BT
Type
10BaseT
42,000 BT
42,000 BT
8 BT
8 BT
Longueur
100 m
11,300 BT
11,300 BT
Type
10BaseT
42,000 BT
42,000 BT
8 BT
8 BT
Longueur
100 m
11,300 BT
11,300 BT
Type
10BaseT
42,000 BT
42,000 BT
8 BT
8 BT
Longueur
100 m
11,300 BT
11,300 BT
Type
10BaseFL
156,500 BT
12,500 BT
0,0 BT
10,5 BT
Longueur
1650 m
165,000 BT
165,000 BT
5,000 BT
5,000 BT
Segment médian 1
Segment médian 2
Segment médian 4
Extrémité finale
Marge
PDV totale
566,250 BT
571,750 BT
OK
OK
575 BT
42,5 BT
Max =
Longueur
totale
49,0 BT
2150 m
OK
Note : Cet exemple montre que, dans le cas d'un réseau asymétrique, il est
important de calculer la PDV dans les deux sens.
Note : Il indique également que le modèle 2 améliore le nombre maximal de
répéteurs autorisés, cinq dans cet exemple.
490 USE 13400 Oct. 2000
37
Distances et règles
Modèle de calcul de Schneider Automation
Présentation
Le modèle de calcul de Schneider Automation est dérivé du modèle Ethernet 2
standard. Il a été optimisé pour calculer un réseau entièrement constitué d'éléments
de réseau Schneider Automation. Comme le modèle 2, il inclut tous les éléments de
réseau détectés dans le chemin du signal. La forme de la simplification a été
modifiée, ce qui permet un calcul plus précis d'une plage réseau maximale, en
prenant en compte la haute qualité des composants et les améliorations correspondantes de leurs caractéristiques de transmission.
Conformité avec
la règle Ethernet
1
Paramètre équivalent de propagation :
Pour simplifier les calculs de validation d’un domaine 10 Mbit/s, tous les temps de
propagation sont spécifiés en distances équivalentes de propagation.
Chaque produit Schneider Automation est donc caractérisé par ce paramètre,
comme indiqué dans le tableau suivant :
Caractéristiques du
produit
Concentrateur 4 ports 10BT
Equivalent de
propagation
499 NEH00410
TP<>TP
190 m
Concentrateur 5 ports BT/FL 499 NOH00410
TP<>TP
190 m
TP<>FO
360 m
FO<>FO
260 m
TP<>FO
50 m
Port TP
140 m
Transceiver TP/FL
Equipement terminal de
traitement de données
499 NTR 00010
Diamètre maximal :
La limite du diamètre d'un domaine Ethernet 10 Mbit/s est fixée à 4520 m, ce qui
correspond à une vitesse de signal de 5,66 ns/m pendant 25,6 s (la moitié du temps
de transmission de la trame la plus courte de 512 bits).
La validation consiste à calculer la distance équivalente de propagation d'un chemin
en ajoutant tous les éléments traversés :
l Distance équivalente de propagation, qui est la somme du paramètre équivalent
de propagation de chaque répéteur, plus la longueur totale des câbles, de la fibre
optique, le long du chemin.
l La distance équivalente de propagation d'un chemin dans le même domaine doit
être inférieure à 4520 m.
38
490 USE 13400 Oct. 2000
Distances et règles
Conformité avec
la règle Ethernet
2
Valeur de variabilité :
Comme dans le modèle Ethernet 2, chaque répéteur peut réduire l'intervalle entre
trames ; chaque produit Schneider Automation est donc caractérisé par une valeur
de variabilité, conformément au tableau suivant.
Caractéristiques du
produit
Equivalent de
propagation
Concentrateur 4 ports
10BT
499 NEH00410
TP<>TP
4,0 BT
Concentrateur 5 ports
BT/FL
499 NOH00410
TP<>TP
3,0 BT
TP<>FO
6,0 BT
FO<>FO
3,0 BT
TP<>FO
1,0 BT
Transceiver TP/FL
499 NTR 00010
En commençant par les 49 BT (durée de bit) autorisés par le modèle Ethernet 2, la
valeur de variabilité est diminuée de 9 BT, ce qui correspond à :
l la dérive de l'horloge 2,5 BT
l le retard de démarrage dans le premier ETTD 3,5 BT
l une marge de sécurité 3,0 BT
Une valeur de 40 BT reste comme marge pour les autres composants de la
transmission dans le chemin du signal.
La valeur de variabilité d'un chemin est la somme des valeurs de variabilité de
chaque répéteur le long du chemin.
La valeur de variabilité d'un chemin dans le domaine ne doit pas dépasser 40 BT.
490 USE 13400 Oct. 2000
39
Distances et règles
Validation d’une
configuration :
Exemple 1 :
Cet exemple est la validation du bus optique de 11 concentrateurs 499NOH00510
en cascade qui pourraient être fermés dans un anneau :
ST.A
ST.B
ST.C
NOH
1
ST.D
NOH
2
ST.E
NOH
3
NOH
4
NOH
5
ST.A
NOH
6
NOH
11
ST.Z
ST.Y
NOH
10
ST.X
NOH
9
NOH
8
ST.V
ST.U
ST.W
NOH
7
Calcul de
validation
Le chemin le plus défavorable dans ce cas est le chemin entre la station A (ST.A) et
la station Z (ST.Z), lorsqu'aucune liaison ne ferme l'anneau.
Valeurs
standards :
Le tableau ci-dessous indique une méthode de calcul des deux caractéristiques du
chemin le plus défavorable : la distance équivalente de propagation et la valeur de
variabilité du chemin :
Caractéristiques du
produit
40
Equivalent de
propagation
Valeur de
variabilité
Concentrateur 4 ports 10 499 NEH 00410
BT
TP<>TP
190 m
4 BT
Concentrateur 5 ports
TP/FL
499 NOH 00510
TP<>TP
190 m
3 BT
499 NOH 00510
TP<>FO
360 m
6 BT
499 NOH 00510
FO<>FO
260 m
3 BT
Transceiver TP/FL
499 NTR 00010
TP<>FO
50 m
1 BT
Equipement terminal de
traitement de données
ETTD
Port TP
140 m
490 USE 13400 Oct. 2000
Distances et règles
Calcul :
Détection du chemin le plus défavorable
Produit
Type
Equivalent
de
propagation
Valeur de
variabilité
ETTD
Port TP
140 m
0,0 BT
2
280 m
0,0 T
499 NEH 00410
TP<>TP
190 m
4,0 BT
0
0m
0,0 T
499 NOH 00510
TP<>TP
190 m
3,0 BT
0
0m
0,0 BT
499 NOH 00510
TP<>FO
360 m
6,0 BT
2
720
12,0 BT
499 NOH 00510
FO<>FO
260 m
3,0 BT
9
2340
27,0 BT
499 NTR 00010
TP<>FO
50 m
1,0 BT
0
0m
0,0 BT
Equivalent de propagation total
Nbre Equivalent
de
propagation
Valeur de
variabilité
3340 m
PVV totale (variabilité
totale du chemin)
39,0 BT
Maxima
4520 m
40,0 BT
Marge
1180 m
1,0 BT
Note : le nombre maximum de concentrateurs en cascade est 11.
Ce tableau peut être présenté dans une feuille de calcul simple, les seules entrées
étant le nombre de composants sur le chemin. La marge donne la longueur
disponible pour les câbles.
490 USE 13400 Oct. 2000
41
Distances et règles
Exemple 2 :
Cette configuration comprend de la fibre optique :
Fibre optique : 3000 m
(62,5/125 um)
NOH
NOH
10BaseT
10 m
Stat.B
Stat.A
10BaseT
80 m
10BaseT
10 m
NEH
NEH
Stat.E
Stat.F
Stat.G
10BaseT
40 m
Le chemin le plus défavorable identifié est le chemin entre la station C et la station
H ; le tableau ci-dessous décrit entièrement le chemin entre ces deux stations et
calcule la distance de propagation totale et la valeur de variabilité du chemin.
Caractéristiques du
produit
42
Stat.I
Stat.H
Stat.C
Caractéristiques
des produits :
Stat.J
Equivalent de
propagation
Valeur de
variabilité
Concentrateur 5 ports 499 NOH 00510
TP/FL
TP<>TP
190 m
3 BT
499 NOH 00510
TP<>FO
360 m
6 BT
499 NOH 00510
FO<>FO
260 m
3 BT
Transceiver TP/FL
499 NTR 00010
TP<>FO
50 m
1 BT
Equipement terminal
de traitement de
données
ETTD
Port TP
140 m
490 USE 13400 Oct. 2000
Distances et règles
Calcul :
Description du chemin le plus défavorable
Produit
Type
ETTD
Port TP
Paire torsadée
499 NEH 00410
TP<>TP
TP<>FO
TP<>FO
490 USE 13400 Oct. 2000
4,0 BT
360 m
6,0 BT
360 m
6,0 BT
10 m
TP<>TP
Paire torsadée
ETTD
190 m
3000 m
Paire torsadée
499 NEH 00410
140 m
10 m
Fibre optique
499 NOH 00510
Valeur de variabilité
80 m
Paire torsadée
499 NOH 00510
Equivalent de
propagation
190 m
4,0 BT
40 m
Port TP
140 m
Total de câbles
3140 m
Total utilisé
4520 m
20,0 BT
Maxima
4520 m
40,0 BT
Marge
0m
20,0 BT
43
Distances et règles
Exemple 3 :
Dans cet exemple, nous calculons le nombre maximum de concentrateurs
électriques 499NEH00410 pouvant être mis en cascade :
Caractéristiques du
produit
Equivalent de
propagation
Valeur de
variabilité
Concentrateur 4 ports 10
BT
499 NEH 00410
TP<>TP
190 m
4 BT
Concentrateur 5 ports TP/
FL
499 NOH 00510
TP<>TP
190 m
3 BT
499 NOH 00510
TP<>FO
360 m
6 BT
499 NOH 00510
FO<>FO
260 m
3 BT
1 BT
Transceiver TP/FL
499 NTR 00010
TP<>FO
50 m
Equipement terminal de
traitement de données
ETTD
Port TP
140 m
Détection du chemin le plus défavorable
Produit
Type
Equivalent
de
propagatio
n
Valeur de
variabilité
Nbr
e
Equivalent
de
propagatio
n
Valeur de
variabilité
ETTD
Port TP
140 m
0,0 BT
2
280 m
0,0 BT
499 NEH 00410
TP<>TP
190 m
4,0 BT
10
1900 m
40,0 BT
499 NOH 00510
TP<>TP
190 m
3,0 BT
0
0m
0,0 BT
499 NOH 00510
TP<>FO
360 m
6,0 BT
0
0
12,0 BT
499 NOH 00510
FO<>FO
260 m
3,0 BT
0
0
27,0 BT
TP<>FO
50 m
1,0 BT
0
0m
0,0 BT
499 NTR 00010
Equivalent de propagation total
2180 m
PVV totale (variabilité
totale du chemin)
40,0 BT
Maxima
4520 m
40,0 BT
Marge
2340 m
0,0 BT
Ce calcul montre qu'il est possible de placer 10 concentrateurs 499NEH00410 en
cascade et que la distance disponible pour les câbles est de 2340 m. Toutefois,
comme toutes les interfaces sont conçues pour de la paire torsadée, la longueur
maximale entre deux composants doit être de 100 m. La longueur totale de câble
ne doit donc pas dépasser 11 x 100 = 1100 m entre les deux stations d'extrémité.
44
490 USE 13400 Oct. 2000
Distances et règles
5.3
Modèles de calcul dans le domaine Ethernet 100
Mbit/s
Introduction
Présentation
Cette section décrit les différents modèles standard de l'Ethernet 100 Mbit/s
Contenu de ce
sous-chapitre
Ce sous-chapitre contient les sujets suivants :
490 USE 13400 Oct. 2000
Sujet
Page
Modèle 1 de transmission standard
48
Modèle 2 de transmission standard
49
45
Distances et règles
Modèle 1 de transmission standard
Topologie et
règles
Le standard définit deux types de répéteurs conformes aux règles suivantes :
l un seul répéteur de classe I peut résider dans un même domaine de collision ;
l deux répéteurs de classe II peuvent résider dans un même domaine de collision.
Le modèle 1 de transmission définit les topologies et les règles associées suivantes
pour les couches physiques 100BaseTx et 100BaseFx :
ETTD
ETTD
Paire torsadée (SFTP) : 100 m max.
Fibre optique : 412 m max.
ETTD
ETTD
Répéteur
Paire torsadée (SFTP) : 100 m max. Classe I
Paire torsadée (SFTP) : 100 m max.
Paire torsadée (SFTP) : 100 m max.
Fibre optique : 160,8 m max.
Fibre optique : 136 m max.
Fibre optique : 136 m max.
Répéteur
Paire torsadée (SFTP) : 100 m max. Classe II
Paire torsadée (SFTP) : 100 m max.
Paire torsadée (SFTP) : 100 m max.
46
ETTD
Fibre optique : 208,8 m max.
Fibre optique : 160 m
Fibre optique : 160 m
Répéteur
Classe II
ETTD
ETTD
Répéteur
Classe II
ETTD
SFTP : 100 m max.
SFTP : 5 m max.
SFTP : 100 m max.
SFTP : 100 m max.
SFTP : 5 m max.
Fibre : 111,2 m max.
Fibre : 100 m
Fibre : 28 m
Fibre : 100 m
490 USE 13400 Oct. 2000
Distances et règles
Modèle 2 de transmission standard
Tableau avec
retard du chemin
dans le cas le
plus défavorable
Ce modèle 2 de transmission a été obtenu à partir du modèle 2 défini pour les
domaines 10 Mbit/s et adapté pour le 100 Mbit/s.
Ce modèle fournit un tableau des valeurs maximales des temps de propagation pour
les répéteurs et le médium, dans lequel il est possible d'ajouter des paramètres
définis par le fabricant.
Retard de composant réseau
Longueur
Temps aller-retour en BT/ Temps aller-retour maximal
m
en BT
Deux ETTD Tx/Fx
100,00 BT
Câble SFTP
100 m
1,112 BT/m
111,20 BT
Fibre optique
412 m
1,000 BT/m
412,00 BT
Répéteur de classe I
140,00 BT
Répéteur de classe II (port Tx/Fx)
92,00 BT
499NEH04100
Concentrateur 4
ports Tx
92,00 BT
499NTR00100
Transceiver Tx/Fx
84,00 BT
Ce modèle définit une méthode de calcul de la valeur du retard du chemin à travers
un réseau dans le cas le plus défavorable et permet ainsi de valider la conformité
du réseau par rapport aux règles Ethernet.
Cette méthode est décrite dans le tableau suivant :
Description du chemin le plus
défavorable
Longueur
Temps aller-retour en BT/ Temps aller-retour maximal
m
en BT
Deux ETTD Tx/Fx
Câble SFTP
100,00 BT
50 m
1,112 BT/m
499NEH04100
Câble SFTP
10 m
1,112 BT/m
499NTR00100
Fibre optique
11,12 BT
84,00 BT
165 m
Marge de sécurité
TOTAUX
56,60 BT
92,00 BT
1,000 BT/m
165,00 BT
4,00 BT
225 m
511,72 BT
OK
490 USE 13400 Oct. 2000
47
Distances et règles
5.4
Connexion des commutateurs
Connexion des commutateurs
Recommandation
48
Lors de la connexion de deux commutateurs, la ligne peut être en duplex et aucune
collision n'apparaît sur ce segment. Les règles appliquées dans le domaine de
collision ne doivent pas être utilisées et les limites sont définies par la couche
physique utilisée.
Par exemple, il est possible de connecter deux commutateurs sur des ports
100BaseFx avec une fibre optique de 3000 m de long.
490 USE 13400 Oct. 2000
Recommandations de câblage
6
Introduction
Présentation
Ce chapitre présente les recommandations relatives au câblage d'un réseau
Ethernet.
Contenu de ce
chapitre
Ce chapitre contient les sous-chapitres suivants :
490 USE 13400 Oct. 2000
Souschapitre
Sujet
Page
6.1
Règles de base
53
6.2
Règles de câblage
62
6.3
Utilisation des chemins de câbles
66
6.4
Liaisons entre bâtiments
79
6.5
Utilisation de la fibre optique
82
51
Recommandations de câblage
52
490 USE 13400 Oct. 2000
Recommandations de câblage
6.1
Règles de base
Règles et précautions
Introduction
Le chapitre suivant décrit les règles et les précautions à prendre pour installer un
câblage Ethernet dans des conditions optimales.
Contenu de ce
sous-chapitre
Ce sous-chapitre contient les sujets suivants :
490 USE 13400 Oct. 2000
Sujet
Page
Pésentation
54
Compatibilité Electromagnétique (CEM)
55
Terre et Masses
56
Mode Differentiel et Mode Commun
58
Câblage des masses et du neutre
59
Choix des câbles électriques Transparent Factory
60
Sensibilité des différentes familles de câbles
61
53
Recommandations de câblage
Pésentation
Description
L'installation d'un système Transparent Factory nécessite le respect de quelques
précautions. Ce qui suit explique quels câblages choisir, pourquoi, et comment les
installer pour obtenir toute satisfaction.
Principes
l Les équipements répondant aux normes industrielles (compatibilité électromagnétique, ou « CEM ») fonctionnent bien de façon autonome.
l Des précautions sont à prendre lorsqu'on connecte des équipements entre eux
de manière à ce qu'ils fonctionnent dans leur environnement électromagnétique,
conformément à leur destination.
L'utilisation exclusive de câbles isolants à fibres optiques pour Transparent Factory
est le moyen de s'affranchir de tout problème de CEM sur ces liaisons
Note : Le marquage CE est réglementaire en Europe. Il ne garantit pas à lui seul
les performances réelles des systèmes vis-à-vis de la CEM.
54
490 USE 13400 Oct. 2000
Recommandations de câblage
Compatibilité Electromagnétique (CEM)
Description
490 USE 13400 Oct. 2000
La compatibilité électromagnétique est l'aptitude d'un équipement, ou d'un système,
à fonctionner dans son environnement électromagnétique sans engendrer des
perturbations électromagnétiques intolérables pour cet environnement ou pour tout
équipement voisin.
En cas de problème (incompatibilité EM) les coûts de modification sont rapidement
élevés alors que, prises a priori, beaucoup de bonnes options CEM sont
gratuites.Evitons les mauvais choix CEM, surtout coûteux !
55
Recommandations de câblage
Terre et Masses
Introduction
Le rôle d'un réseau de terre est d'écouler dans le sol les courants de fuite et de
défaut des équipements, les courants de mode commun des câbles extérieurs
(énergie et télécoms principalement) et le courant direct de foudre.
Description
Physiquement, une faible résistance (par rapport à une terre lointaine) nous
intéresse beaucoup moins que l'équipotentialité locale du bâtiment. En effet les
lignes les plus sensibles sont celles qui interconnectent les équipements entre eux.
Afin de limiter la circulation de courants de mode commun sur les câbles qui ne
sortent pas du bâtiment, il est nécessaire de limiter les tensions entre équipements
interconnectés au coeur du site.
Une masse est toute partie conductrice d'un matériel, accessible au toucher, qui
n'est normalement pas sous tension mais peut le devenir en cas de défaut.
ATTENTION
Accessibilité simultanée de 2 masses
Deux masses simultanément accessibles doivent présenter une
tension de contact "U" inférieure à la tension limite conventionnelle de
contact (25 ou 50 V selon les cas).
Le non-respect de ces précautions peut entraîner des lésions
corporelles ou/et des dommages matériels.
56
490 USE 13400 Oct. 2000
Recommandations de câblage
Principe
Fondamentalement rien d'autre n'importe à la sécurité des personnes, et en
particulier ni la résistance de terre ni le mode de raccordement des masses à la
terre.
Les équipements et systèmes électroniques sont interconnectés. Le meilleur moyen
de garantir un bon fonctionnement est de conserver une bonne équipotentialité
entre équipements. A la différence de la sécurité des personnes qui est une
contrainte BF, l'équipotentialité entre équipements doit rester satisfaisante, surtout
pour les équipements numériques, jusqu'à des fréquences très élevées.
ATTENTION
Règles de sécurité
En cas d'incompatibilité, les règles de sécurité priment sur les
contraintes de CEM.
En cas d'incompatibilité entre les recommandations de ce manuel et les
instructions particulières d'un équipement, ce sont ces dernières qui
priment.
Le non-respect de ces précautions peut entraîner des lésions
corporelles ou/et des dommages matériels.
490 USE 13400 Oct. 2000
57
Recommandations de câblage
Mode Differentiel et Mode Commun
Mode Différentiel
Le mode différentiel est la façon normale de transmettre les signaux électriques et
électroniques. Les données Transparent Factory sous forme électrique sont
transmises en mode différentiel. Le courant se propage sur un conducteur et revient
sur l'autre conducteur. La tension différentielle se mesure entre les conducteurs.
Lorsque les conducteurs aller et retour sont d'une part côte à côte, comme dans les
câbles Transparent Factory, et d'autre part éloignés des courants perturbateurs, les
perturbations de mode différentiel sont généralement négligeables.
Mode Différentiel
Mode Commun
Le mode commun est un mode parasite dont le courant se propage dans le même
sens sur tous les conducteurs et revient par la masse.
Mode Commun
Une masse (un coffret conducteur par exemple) sert de référence de potentiel pour
les électroniques, et de retour pour les courants de mode commun. Tout courant,
même fort, qui pénètre par un câble, en mode commun dans un équipement isolé
des masses, en ressort par les autres câbles, y compris les câbles Transparent
Factory lorsqu'il en existe.
58
490 USE 13400 Oct. 2000
Recommandations de câblage
Câblage des masses et du neutre
Maillage des
masses
Lorsque les masses sont mal maillées, un câble supportant un courant de mode
commun perturbe tous les autres, donc les câbles électriques Transparent Factory.
Le bon maillage des masses réduit ce phénomène.
Aussi bien au niveau des armoires que des machines et des bâtiments, les bonnes
méthodes pour câbler les masses et donc les mailler, sont explicitées dans le
manuel TSX DG KBL F, à commander séparément.
Note : Les perturbations HF conduites en mode commun sur les câbles sont le
principal problème en CEM.
Câblage du
neutre
Le schéma de neutre TN-C, en confondant le conducteur neutre (noté N, qui est
actif) avec le conducteur de protection (noté PE) permet à de forts courants de
circuler à travers les masses.
Le schéma de neutre TN-C est donc néfaste à l'environnement magnétique.
Le schéma de neutre TN-S (avec ou sans protection à courant différentiel résiduel)
est très préférable.
Note : Cependant les réglementations locales de sécurité doivent toujours être
scrupuleusement respectées.
490 USE 13400 Oct. 2000
59
Recommandations de câblage
Choix des câbles électriques Transparent Factory
Câbles blindés
Le choix de la qualité d'écran dépend du type de liaison. SCHNEIDER ELECTRIC
définit les câbles pour chaque bus de terrain et chaque réseau local de manière à
garantir la compatibilité électromagnétique de l'installation.
Un câble blindé constitue une excellente protection contre les perturbations
électromagnétiques, particulièrement hautes fréquences. L'efficacité d'un câble
blindé dépend du choix de l'écran et, pour une part plus grande encore, de sa mise
en oeuvre.
Note : Les câbles Transparent Factory possèdent un feuillard et une tresse.
Câbles à feuillard
Le problème des câbles à feuillard est leur fragilité. L'effet protecteur en HF d'un
feuillard est dégradé par les différentes manipulations du câble.
Les tractions et torsions des câbles Transparent Factory doivent donc être réduites
au minimum, notamment lors de l'installation.
L'effet protecteur peut atteindre quelques centaines avec une simple tresse à partir
de quelques MHz si les connexions de l'écran sont convenables.
Note : Le raccordement bilatéral de l'écran aux masses permet de se protéger
contre les perturbations les plus sévères.
C'est pourquoi il est primordial d'équiper correctement à chaque extrémité les
câbles blindés Transparent Factory de connectiques RJ45 blindées.
Câble à paire torsadée, blindé et à feuillard
60
490 USE 13400 Oct. 2000
Recommandations de câblage
Sensibilité des différentes familles de câbles
Description
490 USE 13400 Oct. 2000
Tableau descriptif
Famille
Câbles
Comportant
Comporttement CEM
1
...analogiques
circuits d’alimentation et de
mesure des capteurs
analogiques
Ces signaux sont sensibles
2
...numériques et
télécom
circuits numériques et bus de
données, dont Transparent
Factory
Ces signaux sont sensibles.
Ils sont par ailleurs
pertubateurs pour la famille 1
s’ils sont insuffisamment
blindés
3
...de relayage
circuits des contacts secs
avec risques de réamorçages
Ces signaux sont
perturbateurs pour les
familles 1 et 2
4
...alimentation
circuits d’alimentation et de
puissance
Ces signaux sont
perturbateurs
61
Recommandations de câblage
6.2
Règles de câblage
Règles à suivre par le monteur
Introduction
Le monteur doit, dans la mesure du possible, respecter les règles suivantes.
Contenu de ce
sous-chapitre
Ce sous-chapitre contient les sujets suivants :
62
Sujet
Page
Première règle de câblage
63
Deuxième règle de câblage
64
Troisième règle de câblage
65
490 USE 13400 Oct. 2000
Recommandations de câblage
Première règle de câblage
Principe
Il est souhaitable de plaquer toute liaison contre des structures équipotentielles de masse afin de bénéficier d'un effet protecteur HF.
L'utilisation de chemins de câbles conducteurs amène un niveau de protection
satisfaisant dans une grande majorité de cas. On veillera au minimum à
accompagner les câbles de liaisons inter ou intra bâtiments par une liaison de
masse : cablette de terre ou chemin de câbles.
Pour les liaisons internes aux armoires et aux machines, les câbles seront
systématiquement plaqués contre la tôle.
Pour conserver un effet protecteur correct, il est conseillé de respecter une distance
d’entre câbles supérieure à 5 fois le rayon "R" du plus gros d'entre eux :
d > 5R
Positionnement des cables
Câble perturbateur
490 USE 13400 Oct. 2000
Câble signal
63
Recommandations de câblage
Deuxième règle de câblage
Principe
64
Seules des paires de signaux analogiques, numériques et de télécommunication peuvent être serrés l'une contre l'autre dans un même faisceau .
Les circuits de relayage, variateurs, alimentation et puissance seront séparés des
paires précédentes.
Attention notamment lors de la mise en oeuvre des variateurs de vitesse à bien
séparer les liaisons puissance des liaisons de données.
On réservera, sauf impossibilité, une goulotte aux liaisons puissance , et ceci même
dans les armoires.
490 USE 13400 Oct. 2000
Recommandations de câblage
Troisième règle de câblage
Principe
490 USE 13400 Oct. 2000
Les câbles de puissance n'ont pas besoin d'être blindés s'ils sont filtrés.
Ainsi, les sorties puissance des variateurs de vitesse doivent être impérativement,
soit blindées, soit filtrées.
65
Recommandations de câblage
6.3
Utilisation des chemins de câbles
Bases
Introduction
Ce chapitre décrit les bases de l'installation des chemins de câbles.
Contenu de ce
sous-chapitre
Ce sous-chapitre contient les sujets suivants :
66
Sujet
Page
Principes généraux d’utilisation de chemins de câbles
67
Modes de vérification de la longueur d’un câble homogène
73
Mode de vérification de la longueur d’un câble hétérogène
75
Autres effets protecteurs
76
490 USE 13400 Oct. 2000
Recommandations de câblage
Principes généraux d’utilisation de chemins de câbles
Chemins de
câbles
métalliques
A l'extérieur des armoires, au-delà d'une longueur de 3 m, les goulottes doivent
être métalliques. Ces chemins de câbles doivent être en continuité électrique de
bout en bout par éclisses ou par clinquants.
Il est très important de réaliser ces raccordements par éclisses ou par clinquants
plutôt que par de la tresse et à fortiori du conducteur rond. Ces chemins de câbles
doivent être raccordés, de la même façon, à la masse des armoires et des
machines, après grattage éventuel des peintures pour assurer le contact.
Le câble d'accompagnement ne sera utilisé que dans les cas où toute autre solution
n'est pas réalisable.
Exemple d’utilisation d’une goulotte métallique
Toutes les fixations doivent être réalisées avec
contact électrique: GRATTER la peinture
490 USE 13400 Oct. 2000
67
Recommandations de câblage
Les câbles non blindés doivent être fixés dans les coins des goulottes comme
indiqué dans la figure ci-dessous.
Câbles de puissance
ou variateurs
Câbles
analogiques
non blindés
Câbles
relayage
Câbles Transparent
Factory
Câbles numériques non
blindés
Câbles analogiques
blindés
68
490 USE 13400 Oct. 2000
Recommandations de câblage
Evolutions
futures
Attention aux évolutions futures. Une séparation verticale dans la goulotte permet
d'éviter le mélange des câbles incompatibles. Un capot métallique sur la demi
goulotte signaux est souhaitable. Il est à noter qu'un capot métallique global sur la
goulotte n'améliore pas la CEM.
Efficacité des divers types de goulottes
Efficacité
équivaut à
équivaut à
Cas du
TF Ethernet
490 USE 13400 Oct. 2000
Pour TF Ethernet, comme pour chaque réseau de communication, une
première limite maximale de longueur de segment (sans répéteur) doit être
respectée. Cette limite, égale à 100 mètres , ne peut être atteinte que si les
conditions d'installation sont satisfaisantes vis à vis de la CEM (notamment : câbles
posés dans des goulottes métalliques en continuité électrique de bout en bout,
réunies au maillage des masses et à la terre).
Il y a donc lieu de définir une longueur théorique maximale de compatibilité
électromagnétique. Cette seconde limite est théorique, sert à optimiser les
conditions d'installation et doit être respectée en même temps que la limite
précédente.
La longueur théorique CEM est de 400 mètres pour TF Ethernet.
69
Recommandations de câblage
Séparation des
câbles en
fonction de leur
type
On utilisera, sauf impossibilité, deux goulottes métalliques
l : une réservée à la puissance, relayage et variateurs
l la seconde aux câbles signaux (capteurs, données, télécoms...).
Ces deux goulottes peuvent se toucher si leur longueur est inférieure à 30 m. De 30
à 100 m on les séparera de 10 cm, indifféremment côte à côte ou superposées
Exemple d’installation avec 2 goulottes
Câble de puissance
Câbles
relayage
Câbles numériques
(non blindés)
Câbles analogiques
(non blindés)
Câbles TF
Ethernet
Câbles analogiques
(blindés)
Ces limites particulières sont toutes issues de la même Longueur Théorique CEM,
ou " LTC ".
Atteindre cette LTC suppose que les deux conditions optimales suivantes sont
remplies:
l une seconde goulotte, éloignée de 30 cm au minimum, est réservée aux câbles
de puissance et de relayage,
l les goulottes ne sont pas remplies à plus de 50% de leur capacité.
70
490 USE 13400 Oct. 2000
Recommandations de câblage
Coefficient Ki
Symbole
Selon le type de réseau de communication cette valeur peut être différente.
l Chaque fois que l'une des 2 conditions n'est pas remplie de bout en bout, et pour
respecter la compatibilité électromagnétique, la longueur physique de goulotte
doit être affectée d'un coefficient. Ces coefficients Ki, définis dans le tableau ciaprès, mesurent la diminution de l'effet protecteur. La longueur autorisée qui en
résulte sera alors inférieure à la LTC.
l De même, dans le cas de goulotte unique pour câbles de puissance et de signal,
le coefficient tiendra compte le cas échéant des absences de toute séparation
métallique ou de couvercle métallique sur la demi-goulotte signal.
Tableau récapitulatif
Condition
Illustration
Coefficient
Longueur
totale (1)
Ki
LTC x 1/
Ki
K50
Goulotte unique remplie à
50% ou davantage
2
200
K10
Goulottes proches de 10
cm (au lieu de 30 cm)
2
200
K6
Goulotte unique ou 2
goulottes jointives avec
séparation et couvercle
sur 1/2 goulotte signal
4
100
K8
Goulotte unique ou 2
goulottes jointives sans
couvercle sur 1/2 goulotte
signal
6
100
K0
Goulotte unique ou 2
goulottes jointives sans
séparation
12
30
(1) Longueur totale maximale si c’est l’unique condition défavorable (avec LTC =
400m)
490 USE 13400 Oct. 2000
71
Recommandations de câblage
Modes de vérification de la longueur d’un câble homogène
Introduction
Il existe deux modes d’utilisation des coefficients Ki.
l Pour obtenir la longueur physique autorisée, on part de la LTC et on la divise par
Ki, (exemples 1 et 2 ci-après).
l A l'inverse lorsque l'on s'impose les longueurs physiques, en les multipliant par
Ki on compare le résultat à la LTC pour vérifier si l'on est conforme aux exigences
CEM (exemples 3, 4 et 5).
Exemple 1:
Liaisons
Transparent
Factory
inférieures à
30m, sans câble
analogique
Les câblages peuvent alors être réalisés dans un chemin métallique unique (pour
LTC = 400 m ou plus).
En effet, sous réserve que la goulotte ne soit pas remplie à plus de 50% (Attention
aux évolutions futures!), seul le coefficient K0 est alors à prendre en compte, ce qui
donne la longueur maximale 400 m : 12 = 30 m.
Les câbles de puissance et les liaisons numériques blindées seront fixés dans
lescoins de la goulotte comme indiqué dans la figure ci-dessous:
Câble de
puissance
Câble relayage
72
Câbles TF Ethernet
490 USE 13400 Oct. 2000
Recommandations de câblage
Exemple 2:
Liaisons
Transparent
Factory
inférieures à
100m, sans câble
analogique
Dès que la longueur calculée dans une condition d'installation est insuffisante (30 m
dans le premier exemple) il est nécessaire d'améliorer la configuration sur l'aspect
CEM.
Une séparation verticale dans la goulotte permet d'éviter le mélange des câbles
incompatibles. Un capot métallique sur la demi-goulotte des câbles signaux limite le
parasitage des signaux.
C'est pourquoi la valeur du coefficient passe alors de 12 (=K0) à seulement 4 (=K6),
ce qui donne (avec LTC = 400 m) la longueur maximale: LTC / 4 = 100 m.
Les conditions CEM à respecter sont alors:
l chaque demi-goulotte est - au maximum - remplie à 50%,
l la séparation est métallique et au contact de la goulotte sur toute sa longueur,
l le capot est en contact sur toute la longueur avec la séparation.
Note : Attention aux évolutions futures.
Illustration
Exemple 3:
Projet de pose de
30m de câble
Transparent
Factory
490 USE 13400 Oct. 2000
Il est prévu de le poser dans une goulotte unique sans séparation remplie à 70%,
en présence d'un câble de puissance et d'un câble analogique.
Cette condition d'installation, d'après le tableau des symboles Ki, est affectée par
deux coefficients: K0 (=12) et K20 (=2); il faut donc multiplier la longueur physique
par 2 et par 12.
Le résultat 720 m (30 m x 24) étant supérieur à LTC = 400 m, la longueur 30 m ainsi
installée ne sera pas conforme aux exigences CEM. L'exemple 4 (§ suivant)
explique une solution possible.
73
Recommandations de câblage
Mode de vérification de la longueur d’un câble hétérogène
Introduction
Lorsque les conditions d’installation sont multiples sur la longueur d’un chemin de
câble, chaque longueur physique d'un même type de pose est à multiplier par les
coefficients concernés suivant les mêmes règles que ci-dessus.
La somme des différents résultats doit rester inférieure à LTC (Transparent
Factory).
Exemple 4:
Nouveau projet
de pose de 30m
de câble
Transparent
Factory
Le câble signal de l'exemple 3 est posé sur 10 m suivant le type de pose ci-dessus;
les 20 m restants sont posés dans une goulotte distincte de celle de puissance, mais
placée à 10 cm de la première.
Table de calcul
Longueur
concernée
Coefficients Ki concernés
Calculs
10 m
K0 (=12) et K50 (=2)
10 m x 24
240 m
20 m
K10 (=2) et K50 (=2)
20 m X 4
80 m
240 m + 80 m
320 m
Total (30 m)
Résultats
Le résultat 320 m étant maintenant inférieur à LTC = 400 m, la longueur 30 m
installée sera conforme aux exigences CEM.
Exemple 5: Pose
d’un câble FIP
sur 1000 m
La documentation du système indique que la première limite est respectée, à
condition de n'utiliser que du câble principal (1 paire 150 Ohms de jauge importante)
soit utilisé.
La valeur de LTC est pour cette technologie de 2000 m.
Supposons que les 2 conditions optimales soient respectées sur 700 m et que, sur
le reste de la longueur la goulotte puissance soit:
l remplie à plus de 50%,
l et distante seulement de 10 cm de la goulotte signal.
Table de calcul
Longueur
concernée
Coefficients Ki concernés
700 m
aucun
300 m
K50 (=2) et K10 (=2)
Total (1000 m)
Calculs
Résultats
700 m
300 m X 4
1200 m
700 m + 1200 m
1900 m
Le résultat 1900 m étant inférieur à LTC = 2000 m, la longueur installée sera
conforme aux exigences CEM et seule la contingence précédente subsiste (pas de
paire de faible jauge).
74
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Recommandations de câblage
Autres effets protecteurs
Introduction
L'effet protecteur d'un chemin de câbles est d'environ 50 entre 1 MHz et 100 MHz.
Dans le cas où l'on ne peut pas utiliser ce type de matériel, d'autres effets
protecteurs sont possibles. Les chemins de câbles en fils soudés "cablofils" sont
moins efficaces et souvent plus coûteux que les goulottes en tôle.
Cablofil
Câble de masse
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75
Recommandations de câblage
6.4
Liaisons entre bâtiments
Introduction
Présentation
Ce chapitre indique les précautions et recommandations concernant le câblage
entre bâtiments.
Note : Il est vivement recommandé d'utiliser du câble en fibre optique pour les
liaisons de données et donc pour Transparent Factory entre les bâtiments. Ce type
de liaison est utilisé pour éliminer des problèmes de boucle entre les bâtiments.
Contenu de ce
sous-chapitre
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Ce sous-chapitre contient les sujets suivants :
Sujet
Page
Câblage des liaisons électriques
80
Protection des pénétrations
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Recommandations de câblage
Câblage des liaisons électriques
Principe
Les liaisons inter-bâtiments présentent deux particularités induisant des risques
pour l'installation :
l la mauvaise équipotentialité entre masses des installations,
l les grandes surfaces de boucles entre les câbles de données et les masses.
Note : Avant l'installation et le raccordement d'un câble de données entre deux
bâtiments, il est impératif de vérifier que les deux prises de terre des bâtiments
sont interconnectées.
Toutes les masses simultanément accessibles doivent être raccordées à une même
prise de terre (ou au moins à un ensemble de prises de terre interconnectées). Cette
contrainte est fondamentale pour la sécurité des personnes.
Le second risque lié aux liaisons inter-bâtiments est la surface de boucle comprise
entre les câbles de données et les masses.
Cette boucle est particulièrement critique en cas de foudroiement indirect du site.
Les surtensions induites dans ces boucles lors d'un impact de foudre indirect sont
le l'ordre de la centaine de Volts par mètre carré.
Note : Afin de limiter ce risque, tout cheminement de câble entre deux bâtiments
doit être doublé par une liaison équipotentielle de forte section (»35 mm 2 ).
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77
Recommandations de câblage
Protection des pénétrations
Principe
Les courants de mode commun provenant de l'extérieur doivent être évacués au
réseau de terre à l'entrée du site pour limiter les tensions entre équipements.
Note : Toute canalisation conductrice (câble conducteur, tuyauterie conductrice ou
tuyauterie isolante qui véhicule un fluide conducteur) entrant dans un bâtiment doit
être raccordée à la terre à l'entrée de celui-ci et au plus court.
Sur les arrivées d'énergie, de télécommunications et câbles de signaux (de
données, alarmes, contrôles d'accès, surveillance vidéo, …), on placera des
parasurtenseurs en entrée de bâtiments. L'efficacité de tels dispositifs est en grande
partie conditionnée par leur installation.
Les parasurtenseurs (varistances, éclateurs, etc.) seront connectés directement à
la masse du tableau électrique ou des équipements qu'ils protègent. Un
raccordement du parasurtenseur uniquement à la terre (au lieu de la masse) est
inefficace.
Dans la mesure du possible, les tableaux où sont installés les protections énergie,
télécommunications et signaux seront placés à proximité d'une barrette de terre.
78
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Recommandations de câblage
6.5
Utilisation de la fibre optique
Choix et montage de la fibre optique
Introduction
Ce chapitre fournit les recommandations nécessaires pour le choix des fibres
optiques.
Contenu de ce
sous-chapitre
Ce sous-chapitre contient les sujets suivants :
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Sujet
Page
Choix du type de connexion optique
83
Mise en place des cordons optiques
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Recommandations de câblage
Choix du type de connexion optique
Choix des fibres
optiques
Schneider Electric propose des équipements Transparent Factory avec des ports
optiques : modules, hubs et switches. Le point commun de ces équipements est de
permettre des liaisons sur fibres multimodes en silice. Chaque liaison optique
nécessite deux fibres.
Ces fibres doivent être, de bout en bout, de type 62.5/125 et spécifiées pour
permettre la communication aux longueurs d'onde 850 nm et 1300 nm.
Choix des câbles
optiques
Le câble doit comporter au minimum le nombre et la qualité de fibres tel qu'il est
expliqué au paragraphe précédent. Il peut, de plus, comporter d'autres fibres ou
conducteurs électriques.
Sa protection doit être compatible avec ses conditions de pose.
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Recommandations de câblage
Mise en place des cordons optiques
Définition
Les cordons optiques nécessaires à connecter les modules, hubs et switches
TF Ethernet sont proposés en longueur de 5 mètres, avec les options de
connecteurs optiques adéquates.
MT-RJ / SC duplex optical patch (490NOC00005)
MT-RJ / ST optical patch (490NOT00005)
MT-RJ / MT-RJ optical patch (490NOR00005)
Deux précautions importantes sont à prendre par l'installateur et l'utilisateur :
l 1. Ne pas plier ces cordons (le rayon minimum à respecter est de 10 cm).
l 2. N’exercer que le minimum de traction et de torsion sur le câble et ses
connecteurs.
Par contre, aucune distance minimale n'est à respecter entre un câble optique et
tout câble ou équipement perturbateur. Le cas particulier des forts rayonnements
ionisants sort du cadre de ce manuel.
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Recommandations de câblage
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