Arquitecturas Ethernet

Introducción

La elección de una topología Ethernet depende de los requisitos de la arquitectura de comunicación:

Una red de comunicación en estrella ofrece una arquitectura de alta fiabilidad.
Una arquitectura en cadena ofrece una arquitectura competitiva.

Ethernet de alta fiabilidad

En el caso de la alta fiabilidad Ethernet, la arquitectura es tolerante a eventos.

Una arquitectura Ethernet de alta fiabilidad se basa en una red principal en anillo tolerante a eventos (de fibra óptica o cobre) a la que se conectan todos los subsistemas mediante interruptores gestionados.

Esta solución de arquitectura de comunicación aumenta la disponibilidad de procesos con un alto nivel de redundancia y rendimiento. Se basa totalmente en dispositivos con protocolos Ethernet TCP o Ethernet/IP nativos para la arquitectura de gestión de alimentación y motor. Esta arquitectura ofrece el mejor rendimiento para protocolos RSTP y cubre todos los eventos detectados en la comunicación.

Esta solución también permite disponer de instalaciones de supervisión de alimentación con nuevos dispositivos comunicantes compatibles con servidores web.

En el siguiente diagrama se muestra un ejemplo de arquitectura de alta fiabilidad:

Cable	Descripción
	Red Ethernet
	Red Modbus
	Red ULP

Arquitectura de comunicación en estrella

La arquitectura de comunicación en estrella tiene un alto nivel de fiabilidad.

Una red en estrella es una red de área local (LAN) en la que todos los nodos (es decir, los dispositivos) están directamente conectados a un nodo central común (es decir, el interruptor gestionado). Cada dispositivo está conectado indirectamente a los demás mediante el interruptor gestionado. En una red en estrella, un problema de cable aísla el dispositivo que la conecta al interruptor, pero solo se aísla ese dispositivo. Todos los demás dispositivos continúan funcionando con normalidad, aunque no pueden comunicarse con el dispositivo aislado.

Si algún dispositivo no funciona, esto no afecta a los demás dispositivos. Sin embargo, si el interruptor no funciona, toda la red se verá perjudicada en cuanto a rendimiento o dejará de funcionar.

En el ejemplo de la arquitectura en estrella del diagrama incluido a continuación se usan interfaces IFE y medidores de alimentación conectados directamente al interruptor gestionado. Este interruptor es el nodo central y proporciona un punto de conexión común para todos los dispositivos (nodos periféricos) conectados en la estrella.

La topología en estrella reduce el daño provocado por el problema de línea. En este caso, un problema de una línea de transmisión que conecta cualquier nodo periférico con el nodo central provoca el aislamiento de ese nodo periférico de todos los demás, pero los sistemas restantes no se ven afectados.

El interruptor gestionado realiza la conexión entre los dispositivos y la red principal gestionada HiPER Ring.

En el siguiente diagrama se muestra una arquitectura en estrella:

En la siguiente tabla se muestran las ventajas de una arquitectura en estrella para el usuario:

Valores para el usuario	Características	Validez en la arquitectura	Ventaja para el usuario
Fiabilidad	Tolerante a problema del primer interruptor	–	✔
	Tolerante a problema del primer nodo	✔
	Tolerante a problema del segundo nodo	✔
	Tolerante a problema de varios nodos	✔
	Uno o más ruidos de modo común	–
	Nodos problemáticos adicionales	✔
Operabilidad	Se puede seccionar una unidad funcional	✔	✔
	Se pueden seccionar dos unidades funcionales	✔
	Se pueden seccionar varias unidades funcionales	✔

Arquitectura competitiva Ethernet

Una arquitectura competitiva es una referencia optimizada y recomendada para algunas aplicaciones dedicadas en las que no se necesita redundancia.

En el siguiente diagrama se muestra una arquitectura competitiva:

Cable	Descripción
	Red Ethernet
	Red Modbus
	Red ULP

Arquitectura de comunicación en cadena

Una arquitectura de comunicación en cadena es una arquitectura competitiva.

Una cadena es una interconexión de dispositivos, periféricos o nodos de red en serie, uno detrás de otro. Se conecta a la red principal en bus mediante un interruptor no gestionado.

La cadena es una arquitectura sencilla, pero los dispositivos deben tener dos puertos de comunicación Ethernet.

Si cualquier dispositivo deja de funcionar o hay problemas en un cable, se aislarán los dispositivos conectados después de dichos problemas. Los dispositivos restantes (entre el interruptor y el problema de cable) continuarán funcionando con normalidad, pero no podrán comunicarse con los dispositivos aislados.

Sin embargo, si el interruptor no funciona, toda la red en cadena dejará de funcionar.

Este tipo de arquitectura para conectar dispositivos es recomendable en el caso de una arquitectura global competitiva.

NOTA: Los medidores de alimentación siempre están conectados al final de la cadena, después de la interfaz IFE, por lo que, si se produce una pérdida de comunicación a nivel de medidor de alimentación, no afecta a la comunicación con los interruptores automáticos de baja tensión.

En el siguiente diagrama se muestra una arquitectura en cadena:

Cable	Descripción
	Red Ethernet
	Red ULP

En la siguiente tabla se muestran las ventajas de una arquitectura en cadena para el usuario:

Valores para el usuario	Características	Validez en la arquitectura	Ventaja para el usuario
Fiabilidad	Tolerante a problema del primer conmutador	–	–
	Tolerante a problema del primer nodo	–
	Tolerante a problema del segundo nodo	–
	Tolerante a problemas de varios nodos	–
	Uno o más ruidos de modo común	–
	Nodos problemáticos adicionales	–
Operabilidad	Se puede seccionar una unidad funcional	✔	✔
	Se pueden seccionar dos unidades funcionales	✔
	Se pueden seccionar varias unidades funcionales	✔