Arquitecturas Ethernet
Introducción
La elección de una topología Ethernet depende de los requisitos de la arquitectura de comunicación:
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Una red de comunicación en estrella ofrece una arquitectura de alta fiabilidad.
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Una arquitectura con encadenamiento ofrece una arquitectura competitiva.
Ethernet de alta fiabilidad
En lo que respecta a Ethernet de alta fiabilidad, la arquitectura se caracteriza por su tolerancia a eventos.
Una arquitectura Ethernet de alta fiabilidad se basa en una red principal en anillo con tolerancia a eventos (de fibra óptica o cobre) a la que se conectan todos los subsistemas mediante conmutadores gestionados.
Esta solución de arquitectura de comunicación aumenta la disponibilidad de proceso 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 energía y motores. 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 potencia con nuevos dispositivos con comunicación compatibles con servidores web.
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Cable |
Descripción |
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Red Ethernet |
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Red Modbus |
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Red ULP |
Arquitectura de comunicación en estrella
La arquitectura de comunicación en estrella ofrece 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 conmutador gestionado). Cada dispositivo está conectado indirectamente a los demás mediante el conmutador gestionado. En una red en estrella, un problema de cable aísla el dispositivo que lo conecta al conmutador, pero sólo se aísla ese dispositivo. El resto de los dispositivos siguen funcionando normalmente, con la salvedad de que no pueden comunicarse con el dispositivo aislado.
Si algún dispositivo no funciona, esto no afecta a los demás dispositivos. Sin embargo, si el conmutador no funciona, toda la red se verá perjudicada en cuanto a rendimiento o bien dejará de funcionar.
En el ejemplo de la arquitectura en estrella del siguiente esquema se usan interfaces IFE y medidores de potencia que están conectados directamente al conmutador gestionado. Este conmutador es el nodo central y proporciona un punto de conexión común para todos los dispositivos (nodos periféricos) conectados en la estrella.
La topología de estrella reduce el daño provocado por el problema de una línea. Si esto se produce, al haber problemas en una línea de transmisión que conecta un nodo periférico al nodo central, este nodo periférico se aísla de los demás, y el resto de los sistemas no se ven afectados.
El conmutador gestionado realiza la conexión entre los dispositivos y la red principal gestionada HiPER Ring.
En la siguiente tabla se muestran las ventajas que la arquitectura en estrella ofrece al usuario:
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Valores para el usuario |
Características |
Validez en la arquitectura |
Ventaja para el usuario |
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Fiabilidad |
Tolerancia a problemas del primer conmutador |
– |
✔ |
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Tolerancia a problemas del primer nodo |
✔ |
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Tolerancia a problemas del segundo nodo |
✔ |
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Tolerancia a problemas de varios nodos |
✔ |
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Uno o varios modos comunes |
– |
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Modos de problema adicionales |
✔ |
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Operabilidad |
Se puede extraer una unidad funcional |
✔ |
✔ |
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Se pueden extraer dos unidades funcionales |
✔ |
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Se pueden extraer varias unidades funcionales |
✔ |
Arquitectura Ethernet competitiva
Una arquitectura competitiva es una referencia optimizada y recomendada para determinadas aplicaciones dedicadas en las que no se necesita redundancia.
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Cable |
Descripción |
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Red Ethernet |
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Red Modbus |
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Red ULP |
Arquitectura de comunicación con encadenamiento
Una arquitectura de comunicación con encadenamiento es una arquitectura competitiva.
Una arquitectura con encadenamiento 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 conmutador no gestionado.
La conexión en cadena es una arquitectura sencilla, pero los dispositivos deben tener dos puertos de comunicación Ethernet.
Si un dispositivo deja de funcionar o hay problemas en un cable, aislará los dispositivos que están conectados después de dichos problemas. El resto de los dispositivos (entre el conmutador y los problemas del cable) continuarán funcionando normalmente, pero no podrán comunicarse con los dispositivos aislados.
Sin embargo, si el conmutador no funciona, toda la red encadenada dejará de funcionar.
Este tipo de arquitectura para conectar dispositivos es recomendable en el caso de una arquitectura competitiva global.
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Cable |
Descripción |
|---|---|
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Red Ethernet |
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Red ULP |
En la siguiente tabla se muestran las ventajas que una arquitectura con encadenamiento ofrece al usuario:
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Valores para el usuario |
Características |
Validez en la arquitectura |
Ventaja para el usuario |
|---|---|---|---|
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Fiabilidad |
Tolerancia a problemas del primer conmutador |
– |
– |
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Tolerancia a problemas del primer nodo |
– |
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Tolerancia a problemas del segundo nodo |
– |
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Tolerancia a problemas de varios nodos |
– |
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Uno o varios modos comunes |
– |
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Modos de problema adicionales |
– |
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Operabilidad |
Se puede extraer una unidad funcional |
✔ |
✔ |
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Se pueden extraer dos unidades funcionales |
✔ |
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Se pueden extraer varias unidades funcionales |
✔ |