Redes

Ethernet POWERLINK
Ethernet POWERLINK (conocido también con el acrónimo EPL) es un protocolo de comunicación en tiempo real basado en hardware estándar Ethernet.
Su principio de funcionamiento hace que el POWERLINK sea apto para aplicaciones de automatización industrial donde varios elementos de control (autómatas, pantallas de operador, módulos de E/S, variadores de frecuencia,servocontroladores, módulos de seguridad, sensores etc.) tengan que comunicar entre ellos de forma rápida, isócrona y sobre todo precisa (es decir minimizando el tiempo de latencia de la red), garantizando desde luego que el proceso de comunicación sea fiable y repetitivo. POWERLINK no es un hardware, es un software que funciona sobre un hardware estándar.
Contenido[ocultar] * 1 Funcionamiento * 1.1Nodos multiplexados * 1.2 Redundancia * 1.3 Topología * 1.4 Compatibilidad con otros protocolos * 2 Historia * 3 Enlaces externos |
[editar] Funcionamiento

Ethernet POWERLINK en el modelo OSI.
En una red EthernetTCP/IP cada nodo decide de forma autónoma cuando escribir datos en la red. Esta “anarquía” es una posible causa de colisiones: si dos (o más) estaciones deciden almismo tiempo acceder a la red se genera una colisión. Para evitarla, existe un mecanismo llamado CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) que hace que las estaciones retrasen su intento y vuelvan a intentar a escribir en la red después de un tiempo aleatorio. Esta forma de actuar conlleva una desventaja: es imposible prever con certidumbre cuando (o dentro que plazo de tiempo)llegará la información que se está esperando. En casos extremos (muy hipotéticos pero no imposibles) ésta podría no llegar nunca.
Una funcionalidad de este tipo resulta inaceptable en automatización industrial, donde es fundamental poder contar con una comunicación fiable, repetitiva, rápida, sincronizada y sin retrasos.
En Ethernet POWERLINK no hay colisiones, en cuanto todo está regulado por unnodo manager (MN – Managing Node) que gestiona la comunicación entre los varios nodos de control (CN – Control Node). El MN sincroniza todos los CN entre ellos por medio de una señal de reloj que se repite con una precisión inferior a 100 ns (tiempo de latencia), y que constituye el tiempo de ciclo. Durante cada ciclo, el MN envía a cada CN una petición de envío de sus datos (Poll Request). Los CNcontestan inmediatamente a las peticiones (Poll Response) enviando sus datos a la red de forma broadcast para que todos los demás CN (y el mismo MN) los puedan escuchar sin que el MN tenga que hacer de pasarela.
Más en detalle, un ciclo de comunicación de POWERLINK consta de tres fases:
1. durante el Start Period el MN envía un Start of Cycle (SoC) a todos los CN para sincronizarlos.
2. elsegundo periodo (Cyclic Period) sirve para el intercambio isócrono de los datos entre los nodos de la red.
3. finalmente el último periodo está reservado para la transmisión de datos asíncronos que no son críticos en el tiempo (Acyclic Period).

Modelo del mecanismo time-slot. Un ciclo de comunicación consta de una parte en tiempo real con peticiones directas (Poll Request), respuestas delos nodos (Poll Response) y una parte asíncrona para los datos no cíclicos y no críticos.
Este mecanismo, llamado SCNM (Slot Communication Network Management), permite alcanzar tiempos de ciclos de pocos cientos de microsegundos, durante los cuales varias estaciones tienen la posibilidad de enviar a la red sus datos.
Además este sistema admite también la trasmisión de datos asíncronos (porejemplo tramas TCP/IP encapsuladas o datos de servicio, diagnóstico, debug) durante el mismo tiempo de ciclo.
Esta tabla índica el número de estaciones que pueden comunicarse en un tiempo de ciclo:
Tiempo de ciclo | Nr. nodos* |
200 µs | 9 |
400 µs | 21 |
800 µs | 45 |
(*)Tramas de 46 byte/nodo, topología árbol
[editar] Nodos multiplexados

Ejemplo de comunicación en POWERLINK donde las...