Ethernet industrial

Ethernet industrialEthernet Ethernet es una popular tecnologa LAN (Red de rea Local) que utiliza el Acceso mltiple con portadora y deteccin de colisiones (Carrier Sense Mltiple Access with Collision Detection, CSMA/CD) entre estaciones con diversos tipos de cables.Mtodo de acceso de la ethernetEl mtodo de acceso que usa Ethernet es el ACCESO MLTIPLE CON PORTADORA Y DETECCIN DE COLISIONES (Carrier Sense Mltiple Access with Collision Detection, CSMA/CD).CSMA/CD es un conjunto de reglas que DETERMINA EL MODO DE RESPUESTA DE LOS DISPOSITIVOS DE RED CUANDO DOS DE ELLOS INTENTAN ENVIAR DATOS EN LA RED SIMULTNEAMENTE. La transmisin de datos por mltiples equipos simultneamente a travs de la red produce una colisin. Cada equipo de la red, incluyendo clientes y servidores, rastrea el cable en busca de trfico de red. nicamente cuando un equipo detecta que el cable est libre y que no hay trfico enva los datos. Despus de que el equipo haya transmitido los datos en el cable, ningn otro equipo puede transmitir datos hasta que los datos originales hayan llegado a su destino y el cable vuelva a estar libre. Tras detectar una colisin, un dispositivo espera un tiempo aleatorio y a continuacin intenta retransmitir el mensaje.Si el dispositivo detecta de nuevo una colisin, espera el doble antes de intentar retransmitir el mensaje.

Caractersticas de ethernet Algunas caractersticas de Ethernet:-Es PASIVO, es decir, no requiere una fuente de alimentacin propia, y por tanto,-NO FALLA a menos que el cable se corte fsicamente o su terminacin sea incorrecta.-Se conecta utilizando las TOPOLOGAS DE BUS en la que el cable est terminado en ambos extremos.-UTILIZA MLTIPLES PROTOCOLOS DE COMUNICACIN y puede conectar entornos informticos heterogneos, incluyendo NetWare, UNIX, WindowsDiferencias entre ethernet y la comunicacin serialComunicacin serial: bit por bit y en orden cronolgico.Ethernet: paquete por paquete, pero tambin se pueden enviar varios paquetes a la vez, lo que implica que es comunicacin paralela.Ethernet es mas rpido y tiene un mayor alcance, pero es mas complejo, la verificacin y reenvi de la informacin es mas simple. Ethernet industrialLa necesidad de tener un control de procesos dentro de las empresas llevo al desarrollo de mltiples protocolos de comunicacin entre los diferentes componentes de una maquina o entre otras maquinas ,y sus componentes, y una unidad de control/mando.

Con la popularizacin del ethernet este pronto se comenz a introducir en la industria.El estndar Ethernet a 10 Mbps es publicado por el IEEE (802.3) en 1985 y rpidamente conquist el terreno de las comunicaciones de rea local en el entorno ofimtico.En 1993 aparecen los primeros conmutadores Full Duplex y Fast Ethernet (100 Mbps) se estandariza en 1995.En 1999 se publica la especificacin abierta de ModBus/TCP. Este protocolo se apoya en TCP a nivel de transporte, IP a nivel de red y Ethernet para las capas inferiores.En marzo de 2000 la organizacin de fabricantes de dispositivos DeviceNet (ODVA) adopta el estndar Ethernet/IP. Ethernet/IP se apoya no slo en Ethernet sino en TCP-UDP/IP para las capas de red y transporte, aprovechando las ventajas de UDP para transmisiones cortas, repetitivas y rpidas y las de TCP para las transmisiones largas y espordicas que requieren mayor seguridad.

Ethernet en la pirmide de control

Ventajas inicialesOfrece soluciones basadas en varios protocolos a los fabricantes, amplia el mercado.Hace mas fcil el mantenimiento, el diseo y la instalacin.

Diferencias con el ethernet comercialRobustez y adecuacin al entorno industrial.Ciclo de vida mas largo.Mayor control de los datos que viajan a travs de la red.Alimentacin incluida en el bus fsico.Una mayor seguridad y proteccin ante sabotajes. SeguridadNivel de Puerto.Posibilidad de especificar qu equipos pueden comunicar a travs de qu puertos. Se basan en las direcciones MAC o IP del equipo conectado.

Nivel de Nodo.La implementacin de proteccin contra ataques de denegacin de servicio (DoS) en base a limitadores de broadcast o de listas de control de acceso (ACL) para especificar con quin puede hablar un dispositivo concreto y con quin no.

Nivel de Diseo.Definicin de reglas de acceso en los accesos remotos mediante dispositivos cortafuegos especficamente diseados para esta funcin y fcilmente integrables y en estructuras redundantes.

Nivel de dispositivo final.Los equipos conectados a una red Ethernet deben ser capaces de reaccionar adecuadamente ante un ataque externo. Esto no afecta tanto a la electrnica de red como a la implementacin del equipo final (PC, PLC, DCI). Un ejemplo tpico es un autmata con procesador nico que sufre un ataque de denegacin de servicio. La sobrecarga de comunicaciones podra llegar a afectar al ciclo de procesamiento. La mayora de los controladores industriales actuales estn preparados para este tipo de contingencia.

Topologas de red mas comunesBus: Un nico cable interconecta todos los equipos.Ventajas: Barato, flexible, fcil de cablear, el fallo de una estacin no provoca fallos en la red.Desventajas: La rotura del cable afecta a todos los usuarios, lmites de longitud del cable, y del nmero de usuarios, difcil de localizar fallas, al aadir usuarios baja considerablemente el rendimiento de la red.Anillo: Cada equipo se conecta con otros dos.Ventajas: Igual acceso para todos los equipos, aadir usuarios no afecta excesivamente.Desventajas: Un fallo del cable afecta a muchos usuarios, conexionado y cableado costoso, difcil aadir equipos.

Estrella: Todos los nodos estn conectados a un nodo central.Ventajas: Fcil aadir nuevas estaciones, el manejo y monitorizacin de la red esta centralizado, la rotura de un cable solo afecta a un usuario.Desventajas: Mucho cableado, si falla el computador central se inutiliza la red.

rbol: Sucesiones de estrellas, disminuyendo la longitud del cableado.