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Industriel : Texas Instruments transfère de l'Ethernet à 10 Mbit/s sur une seule paire de fils jusqu’à 1,7 km

Publié le 09 octobre 2020 à 07:11 par Pierrick Arlot        Composant  Texas Instruments

Ethernet SPE

Texas Instruments a lancé des versions de préproduction d’un circuit émetteur/récepteur de couche PHY Ethernet qui serait capable de transmettre des signaux à 10 Mbit/s jusqu’à 1,7 km sur une seule paire de cuivre torsadée. Si l’on en croit la société américaine, cette puce référencée DP83TD510E garantit une portée de transmission nettement supérieure à celle stipulée par la norme Ethernet à paire unique IEEE 802.3cg 10Base-T1L bouclée il y a quelques mois. De quoi assurer des communications industrielles point-à-point à 10 Mbit/s sur une longue distance sans coût de câblage supplémentaire.

Ratifiée en novembre 2019, la norme 10Base-T1L met à la disposition des exploitants d'usines ou de bâtiments intelligents une nouvelle approche radicalement différente pour connecter les appareils en périphérie du réseau, l’idée étant de les libérer des restrictions propres aux infrastructures historiquement bâties sur le protocole de communication HART et les boucles de courant 4-20 mA.

La norme 802.3cg est l'une des couches physiques du réseau Ethernet industriel. Elle permet de supprimer les barrières qui séparent, d’un côté, les données de l'entreprise, traditionnellement véhiculées sur des réseaux Ethernet, et, de l’autre, les dispositifs opérationnels élémentaires chargés d'assurer un service de première ligne dans les usines, les bâtiments ou les installations industrielles, comme les capteurs, vannes, actuateurs et autres commandes.

Selon Texas Instruments, la capacité d’accéder ainsi directement aux applications en périphérie de réseau (network edge) renforce le contrôle et la surveillance de l’état de ces dispositifs, tout en rationalisant le partage de données entre les systèmes en réseau. Un circuit d’émission/réception PHY comme la puce DP83TD510E de TI favorise donc la transition vers un réseau de communication unique, sans conversion de protocoles effectuée par des passerelles (et donc sans la complexité et le coût associés), grâce à la transmission de données en duplex intégral sur une seule et unique paire de fils torsadés.

La gestion réseau s’en voit ainsi améliorée, indique la société de semi-conducteurs, avec en corollaire une amélioration de l’interopérabilité au sein des applications longue distance mettant en œuvre par exemple le contrôle de vannes et d’actionneurs dans des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, des transmetteurs de signaux de terrain, des modules de commande d’ascenseurs ou des panneaux de commande d’alarmes incendie.

De plus, en migrant vers l’Ethernet sur une seule paire à partir de technologies historiques de bus de terrain sur deux fils (comme les boucles de courant 4-20 mA), il est même possible de réutiliser le câblage existant pour la transmission de données et de l’alimentation, affirme Texas Instruments.

Selon son concepteur, le circuit PHY DP83TD510E peut aussi être utilisé dans des systèmes Ethernet APL (Advanced Physical Layer) à sécurité fonctionnelle intrinsèque. La spécification Ethernet APL repose sur la norme IEEE 802.3cg/10Base-T1L et a été développée pour rationaliser l’implémentation de la connectivité Ethernet dans des systèmes d’automatisation de processus affichant des exigences de sûreté intrinsèques. Dans ces systèmes, précise Texas Instruments, surtout lorsqu’ils sont destinés à une utilisation dans des environnements dangereux, exposés à un risque d’explosion, la possibilité de réduire les niveaux de puissance et la température au niveau de la couche PHY Ethernet en cas de défaillance est un critère essentiel.

Associé à des résistances de sortie externes, le DP83TD510E peut ainsi limiter le courant d’appel et la température opérationnelle au sein d’applications longue distance d’automatisation de processus tels que les transmetteurs de données de terrain. Au-delà, la puce PHY DP83TD510E, avec sa consommation énergétique ultrafaible (moins de 45 mW sous 1 V en point à point), garantit une marge d’alimentation qui peut être réallouée à d’autres circuits critiques, pour des performances système améliorées.

Le dernier-né des circuits PHY Ethernet sur une seule paire de Texas Instruments (qui s’ajoute aux puces PHY pour applications automobiles à 100 Mbit/s et 1 Gbit/s de l'Américain) devrait entrer en production de volume début 2021.

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