Malgré le fait que les machines, les équipements, les composants et les personnes sont de plus en plus connectés sans fil, il n'existe toujours pas d'alternative à la communication filaire dans de nombreux environnements industriels. La norme de transmission la plus appropriée dépend des spécificités du scénario d'application. Quelques considérations de base aident à la prise de décision.
La technologie de transmission DSL symétrique SHDSL (Single-Pair High Speed Digital Subscriber Line) est imbattable lorsqu'il s'agit d'atteindre une longue portée sur des câbles en cuivre. Le RNIS (RNIS) n'est plus disponible comme alternative car la norme et les circuits correspondants ont quitté le marché et les solutions existantes doivent être remplacées au plus tard en 2022. Avec de faibles débits de données, le SHDSL peut couvrir jusqu'à 20 km à paires de cuivre ; en pratique, elle peut atteindre 40 km. Cela en fait la norme idéale pour les applications où de petits volumes de données, telles que les informations des capteurs, sont envoyés à partir d'emplacements distants et peu de commandes de contrôle sont renvoyées, comme dans les unités de surveillance et de contrôle des pipelines. Un autre avantage pour de telles applications est que le SHDSL garantit une communication robuste, même dans des conditions difficiles, comme lorsqu'il existe des interférences électromagnétiques. SHDSL est également la norme préférée dans les systèmes de caméras, telles que les caméras de surveillance, et les applications Smart City (villes intelligentes) ou l'exploration pétrolière et gazière sous-marine et souterraine, où les données doivent être transmises sur une centaine de mètres. À mesure que les débits de données augmentent, la portée est réduite, en fonction des spécifications du câble, mais jusqu'à 15 Mbit/s peuvent généralement être envoyés sur un fil de cuivre sans aucun problème dans des conditions réelles. Par conséquent, il est bien supérieur aux autres normes. Pour obtenir des performances SHDSL optimales, le logiciel doit être adapté aussi précisément que possible à l'application spécifique. En effet, au lieu de lignes téléphoniques avec un diamètre de fil typique de 0,4 mm, d'autres câblages sont souvent utilisés (avec, par exemple, des câbles beaucoup plus épais). Un grand avantage de cette technologie est qu'elle offre un bon nombre d'options de configuration. Ainsi, les mesures sur les lignes sont très utiles pour prendre en compte des caractéristiques spécifiques telles que l'atténuation et la bande passante spectrale et optimiser la modulation pour augmenter les performances et la stabilité.
Solution éprouvée pour SHDSL
Le composant quasi-standard pour la transmission SHDSL est le chipset SHDSL PEF2x628 d'Intel – plus connu sous son nom d'origine SOCRATES, avec lequel Infineon l'a commercialisé il y a quelques années. La solution établie pour les applications du système EFM (Ethernet First Mile) offre aux utilisateurs les avantages d'une technologie mature et éprouvée qui permet une commercialisation rapide. Il atteint des débits de données allant jusqu'à 15 Mbit/s par paire de fils de cuivre avec un débit binaire librement sélectionnable et peut être utilisé comme modem EFM, module SHDSL EFM ou prolongateur Ethernet plug&play. Outre SHDSL, le chipset prend également en charge les normes ETSI (SDSL et SDSL.bis), ITU (G.shdsl, G.shdls.bis et G.hs) et IEEE EFM. De plus, il est disponible en tant que solution à quatre canaux, permettant d'atteindre des débits de données allant jusqu'à 60 Mbit/s sur quatre paires de fils.
Connectivité WAN pour routeurs et passerelles industriels
La situation est différente lorsqu'il s'agit de routeurs ou de passerelles industrielles. Ils visent à permettre des taux de transmission élevés ; la portée est généralement moins importante. La norme actuelle VDSL2 (Very High Speed Digital Subscriber Line) atteint des débits allant jusqu'à 400 Mbit/s sur des lignes courtes en utilisant une bande passante spectrale allant jusqu'à 35 MHz, selon le profil et la combinaison avec le vectoring ou le supervectoring. Cependant, les performances sont réparties entre les taux de téléchargement et de téléchargement. Cette division dépend de la configuration du port, mais le taux de téléchargement est généralement nettement supérieur au taux de téléchargement. En général, cette technologie est principalement utilisée dans le réseau d'accès local. Les longueurs de ligne courtes sont atteintes dans le « dernier kilomètre » car le câble à fibre optique n'est souvent pas – ou ne peut pas – être déployé jusqu'à l'utilisateur final. G.fast , la norme qui succède au VDSL2, permet des débits de données considérablement plus élevés, mais doit également utiliser des plages de fréquences plus élevées. Cela n'est possible que sur de courtes distances, en raison de l'atténuation dépendant de la fréquence des lignes téléphoniques.
Avec une bande passante de 212 MHz, G.fast peut transmettre environ 2 Gbit/s au total sur une distance allant jusqu'à 50 mètres et 700 Mbit/s sur 250 mètres. Sur des distances de plus de 500 mètres, il est possible d'atteindre les mêmes débits de données avec G.fast qu'avec VDSL2 plus vectoring. G.hn ("HomeGrid standard") a été spécialement développé pour la connectivité numérique des réseaux domestiques via différents câbles (électriques, téléphoniques et coaxiaux, ainsi que la fibre optique polymère). Il se concentre également sur la fourniture de taux de transfert de données élevés allant jusqu'à 2 Gbit/s sur des distances légèrement plus courtes allant jusqu'à 500 mètres. Cette technologie est également utilisée dans le réseau d'accès local sous le nom de GiGAWiRE. Les fonctionnalités sont comparables à celles trouvées dans G.fast.
Modules au format miniaturisé
Les modules qui intègrent les technologies xDSL décrites dans les routeurs ou les passerelles doivent avoir la taille la plus petite possible, car les appareils doivent être de conception compacte. C'est pourquoi Teleconnect, société spécialisée dans la communication par câble, a développé les plus petits modules possibles pour SHDSL, VDSL2 et G.hn basés sur le format M.2. L'interface avec le système est PCIe, elles se comportent donc comme des "cartes réseau xDSL". En conséquence, ils facilitent l'intégration du système. En utilisant le format M.2 (légèrement modifié), il est également possible d'utiliser un slot dans le système non seulement pour les modules xDSL, mais aussi pour les applications génériques comme les SSD ou les modules WWAN. Ces modules fournissent aux intégrateurs de systèmes un outil très puissant pour mettre en œuvre des applications actuelles et futures sans avoir besoin d'acquérir un savoir-faire xDSL complet. Le modem VDSL2-EFM (Ethernet in the First Mile) VDSL2.M2.220 est un modèle plug&play avec un connecteur M.2 (clé B ou M). Il intègre l'émetteur-récepteur VRX220 et le contrôleur Ethernet série I211 d'Intel. Un pont réseau complètement transparent pour VDSL2 et ADSL (1VC) permet le chemin vers un hôte.
Le modem est disponible pour le service téléphonique analogique oPOTS (Plain Old Telephone Service) et pour le oISDN numérique et est idéal pour les CPE Enterprise et White Box (Customer Premises Equipment), IAD (Integrated Access Devices), les passerelles, les routeurs et les PC. Des modems G.hn de Teleconnect avec des spécifications similaires pour les mêmes applications sont également disponibles et des versions pour G.fast sont en préparation. Des solutions de haute qualité sont particulièrement recommandées pour les applications exigeantes qui nécessitent une connexion fiable. Le modem G.hn est idéal pour les tâches de connectivité industrielle en prenant en charge des réseaux plus fiables et plus rapides que les connexions sans fil conventionnelles. La liaison montante prend en charge jusqu'à 1,7 Gbit/s. Il se caractérise par un indicateur de qualité du signal et offre des indications d'état et des statistiques sur le port Ethernet. Les modems G.fast et G.hn disposent d'un pont transparent pour le routage de l'hôte (pour G.fast/VDSL2 ou G.hn). Comme le modem VDSL2, le modèle G.hn dispose d'un connecteur M.2, tandis que le modem G.fast EFM dispose d'un connecteur PCIe Low Profile ou vCPE.
Accompagnement de « A » à « Z »
Rutronik travaille en étroite collaboration avec Teleconnect pour offrir une assistance non seulement avec les solutions, mais aussi avec des conseils d'experts sur le matériel et les logiciels, dès l'idée et tout au long du système. Grâce à sa collaboration de longue date avec Intel CHD (Connected Home Division) et Intel NPG (Network Products Group), Teleconnect s'est imposé à plusieurs reprises comme l'un des premiers à adopter les nouvelles technologies de communication. Les clients de Rutronik en profitent également.
