EP-4738775-A1 - METHOD AND SYSTEM FOR AUTOMATICALLY DETERMINING THE TOPOLOGY OF A 10BASE-T1S ETHERNET-TYPE COMMUNICATION NETWORK

Abstract

Ce procédé de détermination automatique de la topologie d'un réseau Ethernet 10BASE-T1S comportant plusieurs nœuds connectés sur un même tronc de communication comporte les étapes suivantes, exécutées par un nœud de contrôle qui est un nœud d'extrémité du tronc : - initialisation (32) par envoi d'un message d'initialisation de la détermination de topologie, comprenant une instruction de passage en mode de simple réception, à tous les nœuds connectés, o pour chacun des nœuds connectés, un envoi (36) d'un message d'activation de mesure audit nœud connecté, et une mise en œuvre (38) d'un procédé de mesure de distance entre le nœud de contrôle et ledit nœud connecté, et mémorisation (40) de la distance mesurée, - détermination (44) de l'ordre de connexion des nœuds par rapport au nœud de contrôle en fonction des distances mémorisées, et - envoi (42) d'un message d'arrêt de la détermination de topologie à tous les nœuds connectés.

Inventors

• BERRONDO, VINCENT

Assignees

• SCHNEIDER ELECTRIC INDUSTRIES SAS

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20251030

Claims (10)

1. Procédé de détermination automatique de la topologie d'un réseau de communication (4) de type Ethernet 10BASE-T1S comportant une pluralité de nœuds (8) connectés sur un même tronc de communication (6), la pluralité de nœuds (8) comportant respectivement un premier nœud d'extrémité connecté à une première extrémité dudit tronc (6) et un deuxième nœud d'extrémité connecté à une deuxième extrémité dudit tronc (6), le procédé étant caractérisé en ce qu' il comporte les étapes suivantes, mises en œuvre par un nœud de contrôle (Nc) parmi le premier nœud d'extrémité (N 1 ) et le deuxième nœud d'extrémité (N n ) : - initialisation (32) par envoi d'un message d'initialisation de la détermination de topologie à tous les nœuds (8) connectés, le message comprenant une instruction de passage dans un mode de simple réception, - pour chacun des nœuds (8) connectés autres que le nœud de contrôle, exécuter séquentiellement les étapes de : ∘ envoi (36) d'un message d'activation de mesure audit nœud (8) connecté, ∘ mise en œuvre (38) d'un procédé de mesure de distance entre le nœud de contrôle et ledit nœud (8) connecté, et mémorisation (40) de la distance mesurée entre le nœud de contrôle et ledit nœud (8) connecté, - détermination (44) de l'ordre de connexion des nœuds par rapport au nœud de contrôle en fonction des distances mémorisées, - envoi (42) d'un message d'arrêt de la détermination de topologie à tous les nœuds (8) connectés, le message d'arrêt comprenant une instruction de passage dans un mode d'émission/réception.
2. Procédé selon la revendication 1, comportant en outre une étape de diffusion (50) d'un rapport de topologie du réseau, par le nœud de contrôle, à destination d'un ou plusieurs dispositifs distants (14) connectés via un équipement réseau passerelle (12) connecté audit nœud de contrôle, le rapport de topologie comportant une liste ordonnée de nœuds (8) selon l'ordre de connexion déterminé, chaque nœud étant identifié par un identifiant unique.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la détermination (44) de l'ordre de connexion des nœuds comporte un tri dans l'ordre croissant des distances mesurées mémorisées.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'étape d'initialisation (32) fait suite à une réception par le nœud de contrôle d'un message indicatif d'une connexion ou déconnexion d'au moins un nœud audit tronc.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'étape d'initialisation (32) fait suite à une réception par le nœud de contrôle d'une requête de détermination de topologie.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comportant en outre une étape de vérification (46) d'une condition de distance entre nœuds successifs selon l'ordre de connexion déterminé, et lorsqu'une distance entre nœuds successifs est inférieure à un seuil de distance minimum, une émission (58) d'un message d'alerte.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel suite à une réception (33) d'un message d'initialisation de la détermination de la topologie, chacun des nœuds (8) connectés distincts du nœud de contrôle (Nc) démarre (35) un chronomètre, et suite à une réception d'un message d'arrêt de la détermination de topologie, ou lorsque le chronomètre atteint (37) un seuil de durée prédéterminé, chacun des nœuds (8) connectés se remet (39) en mode d'émission et réception.
8. Programme d'ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu'elles sont exécutées par un dispositif électronique programmable, mettent en œuvre un procédé de détermination automatique de la topologie du réseau conforme aux revendications 1 à 7.
9. Dispositif de détermination automatique de la topologie d'un réseau de communication de type Ethernet 10BASE-T1S comportant une pluralité de nœuds (8) connectés sur un même tronc de communication (6), ladite pluralité de nœuds (8) comportant respectivement un premier nœud d'extrémité (N 1 ) connecté à une première extrémité dudit tronc (6) et un deuxième nœud d'extrémité (N n ) connecté à une deuxième extrémité dudit tronc (6), le dispositif de détermination automatique de la topologie étant un nœud de contrôle (Nc) parmi le premier nœud d'extrémité et le deuxième nœud d'extrémité, et étant configuré pour exécuter des modules de : - initialisation par envoi d'un message d'initialisation de la détermination de topologie à tous les nœuds (8) connectés, le message comprenant une instruction de passage dans un mode de simple réception, - pour chacun des nœuds (8) connectés autres que le nœud de contrôle, exécuter séquentiellement : ∘ un envoi d'un message d'activation de mesure audit nœud (8) connecté, ∘ une mise en œuvre d'un procédé de mesure de distance entre le nœud de contrôle et ledit nœud connecté (8), et une mémorisation de la distance mesurée entre le nœud de contrôle et ledit nœud connecté, - détermination de l'ordre de connexion des nœuds par rapport au nœud de contrôle en fonction des distances mémorisées, - envoi d'un message d'arrêt de la détermination de topologie à tous les nœuds connectés, le message d'arrêt comprenant une instruction de passage dans un mode d'émission/réception.
10. Système de détermination automatique de la topologie d'un réseau de communication (4) de type Ethernet 10BASE-T1S comportant une pluralité de nœuds (8) connectés sur un même tronc de communication (6), ladite pluralité de nœuds (8) comportant respectivement un premier nœud d'extrémité connecté à une première extrémité dudit tronc (6) et un deuxième nœud d'extrémité connecté à une deuxième extrémité dudit tronc (6), le système (4) étant caractérisé en ce qu' un nœud de contrôle (Nc) parmi le premier nœud d'extrémité et le deuxième nœud d'extrémité est configuré pour mettre en œuvre un procédé de détermination automatique de la topologie du réseau conforme aux revendications 1 à 6 et chaque nœud connecté (8) distinct du nœud de contrôle met en œuvre suite à une réception d'un message d'initialisation de la détermination de la topologie, un passage en mode de simple réception et un démarrage d'un chronomètre, et suite à une réception d'un message d'arrêt de la détermination de topologie, ou lorsque le chronomètre atteint un seuil de durée prédéterminé, un passage en mode d'émission et réception.

Description

La présente invention concerne un procédé de détermination automatique de la topologie d'un réseau de communication de type Ethernet 10BASE-T1S, également connu sous le nom Ethernet sur une paire torsadée (en anglais « Ethernet over a single twisted pair »). L'invention concerne également un dispositif de détermination automatique de la topologie d'un réseau de communication de type Ethernet 10BASE-T1S associé, un programme d'ordinateur associé et un système de détermination automatique de la topologie d'un réseau de communication de type Ethernet 10BASE-T1S associé. L'invention se situe dans le domaine des communications sur Ethernet, et plus particulièrement dans le domaine de l'Ethernet 10BASE-T1S, défini par exemple dans le standard Std 802.3cg-2019 publié en février 2020 par l'IEEE (pour Institute of Electrical and Electronics Engineers), très utilisé pour des communications courte distance. Le standard 10BASE-T1S, qui permet une communication à 10Mbits/seconde, est utilisé dans le domaine automobile, le domaine industriel, et en particulier dans les systèmes électriques de connexion des multiples équipements électriques. Dans les systèmes électriques, cela permet d'obtenir des dispositifs de commutation intelligents, chaque dispositif de commutation ayant des capacités de communication et formant un nœud de communication, également appelé simplement nœud, d'un réseau de communication. Les nœuds de communication d'un réseau Ethernet 10BASE-T1S sont connectés à un tronc (ou bus) de communication commun, selon une topologie multipoints, appelée « multidrop network topology » en anglais. Les nœuds de communication sont connectés électriquement en parallèle au tronc de communication commun, ci-après « tronc » ou « tronc commun ». Cette topologie impose l'utilisation de procédés évitant des collisions entre les paquets de données émis par les différents nœuds connectés à un même tronc de communication commun, ce qui peut entrainer des pertes de données. Le standard IEEE Std 802.3cg-2019 décrit une méthode d'évitement de collisions, appelée PLCA (pour « physical layer collision avoidance » en anglais). Une méthode d'identification des nœuds de communication, permettant d'assigner des périodes d'émission à chaque nœud et par conséquent d'éviter des collisions, a été décrite dans la demande de brevet EP4135268 A1. De plus, dans un réseau de communication du type précité, il est parfois nécessaire de connaître la topologie du réseau, en particulier l'ordre de connexion des nœuds de communication au tronc commun, ainsi que les distances entres les nœuds. L'expression ordre de connexion se réfère à l'ordre spatial de connexion physique au tronc commun. Le nombre de nœuds et l'ordre de connexion des nœuds est susceptible de changer, notamment lors d'opérations d'installation de nouveaux équipements électriques, de réparation ou de maintenance des équipements électriques du système électrique. En effet, dans diverses applications, il est fréquent d'ajouter ou de supprimer des nœuds de communication. Une des fonctionnalités proposées par le comité Open Alliance TC14 spécifie la découverte de topologie du réseau (en anglais « topology discovery »), par un procédé de mesure de la distance sur une liaison physique entre deux nœuds de communication, ce procédé étant implémenté au niveau d'un émetteur-récepteur T1S de chaque nœud de communication. Ce procédé de mesure de distance est mis en œuvre au niveau de la couche physique ou « couche PHY », niveau 1 du modèle OSI - pour Open Systems Interconnection) par chaque nœud de communication et sera appelé par la suite procédé de mesure de la distance entre deux nœuds de communication connectés à un même tronc, ou simplement procédé de mesure. Par distance entre deux nœuds de communication on entend la longueur en unité de longueur, par exemple en centimètres, du câblage électrique entre lesdits nœuds. Cependant, le standard ne définit pas de procédé de contrôle des différents nœuds pour la mise en œuvre du procédé de mesure, permettant de déterminer automatiquement la topologie d'un réseau comportant plusieurs nœuds de communication connectés à un même tronc commun. L'invention a pour objet de remédier à cet inconvénient, et de répondre au besoin de déterminer automatiquement la topologie d'un réseau de communication du type précité. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de détermination automatique de la topologie d'un réseau de communication de type Ethernet 10BASE-T1S comportant une pluralité de nœuds connectés sur un même tronc de communication, la pluralité de nœuds comportant respectivement un premier nœud d'extrémité connecté à une première extrémité dudit tronc et un deuxième nœud d'extrémité connecté à une deuxième extrémité dudit tronc, le procédé comportant les étapes suivantes, mises en œuvre par un nœud de contrôle parmi le premier nœud d'extrémité et le deuxième nœud d'extrémité: initialisation par envoi d'un message d'initialisation de la détermina