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La tecnología POWERLINK

El estándar Ethernet por sí sólo no puede gestionar la transferencia de datos en tiempo real. Pese a disponer de mecanismos como la priorización de tramas o los switches, tampoco se acerca al objetivo. En primer lugar, no satisface la flexibilidad necesaria para las topologías de red de automatización. En segundo lugar, la precisión en el tiempo depende demasiado de la carga de la red. Y en tercer lugar, resulta muy complicado configurar y parametrizar las redes, seleccionando las prioridades de trama y el nodo apropiado.

Por todo ello, varios grupos de la industria han introducido nuevos mecanismos para poder disponer de capacidad en tiempo real utilizando Ethernet. Entre ellos, se incluyen mecanismos de acceso no estándar sobre el medio físico usando tramas de Ethernet que deben descodificarse cíclicamente, utilizando componentes especiales. También incluyen el acortamiento no estándar de estas tramas para reducir todavía más los tiempos de transferencia.

Sin embargo, POWERLINK se desarrolló para cumplir con la normativa aplicable. Como un estándar industrial abierto, Ethernet requiere mejoras en tiempo real sin derechos de propiedad. POWERLINK optimiza el estándar Ethernet IEEE 802.3 añadiendo un mecanismo de pregunta/respuesta garantizando una asignación de tiempos. Esto se traduce en:

  • Transferencia garantizada de los datos de tiempo crítico dentro de ciclos isócronos muy breves y precisos con temporización configurable.
  • Sincronización de todos los nodos de la red con alta precisión en el rango de los sub-microsegundos.
  • Transmisión de datos menos críticos por un canal asíncrono reservado.

Las actuales implementaciones de POWERLINK alcanzan un tiempo de ciclo de 200 microsegundos con una desviación de tiempo (jitter) inferior a 1 microsegundo.

Puesto que cumple con la normativa, es posible utilizar chips Ethernet estándar, componentes de la propia infraestructura o equipos de medición y pruebas con POWERLINK. Todos los protocolos basados en IP en capas superiores, como TCP, UDP, etc., pueden seguir utilizándose sin modificaciones. En concreto, POWERLINK cumple con los siguientes estándares internacionales:

  • IEEE 802.3 Fast Ethernet
  • IEC 61748-2
  • IEC 61158
  • Protocolos basados en IP (UDP, TCP, etc.)
  • Perfiles de dispositivos estándar: de acuerdo con CANopen EN 50325-4
  • Chips Ethernet estándar (no se requieren ASICs)
  • IEEE 1588 para sincronización con el dominio en tiempo real (futuras versiones)
POWERLINK
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