Descrizione
Nel seguito viene descritto a cosa occorre fare attenzione con i CP Industrial Ethernet con riferimento alle funzioni Autonegotiation e Autosensing.

I processori di comunicazione cercano di norma di negoziare il tipo di funzionamento più potente e più veloce. Per la comprensione dei chiarimenti che seguono sono necessari alcuni termini. Si tratta dei possibili stati del LAN controller nella negoziazione del tipo di funzionamento della LAN.

Termine	Chiarimenti
PHY	Convertitore fisico di livello posizionato prima del LAN controller. Il PHY inoltra al LAN controller i telegrammi che si trovano sulla LAN.
Autoswitching	Questo è un tipo di funzionamento speciale dello PHY della singola unità. Lo PHY si trova nella modalità 10 Mbit/sec half-duplex ed attende un link dello stesso tipo. In questo stato non viene riconosciuto alcun link 100 Mbit/sec.
Autosensing	Autosensing contraddistingue il riconoscimento automatico della velocità di trasferimento (10/100 Mbit/sec).
Autonegotiation	Si intende il riconoscimento automatico/negoziazione della velocità di trasferimento (10/100 Mbit/sec) e del tipo di funzionamento (full-duplex/half-duplex).

Tabella 1 Chiarimento dei termini

Autonegotiation/Autosensing viene supportato da tutti i processori di comunicazioneIndustrial Ethernet, che supportano i tipi di funzionamento 10 Mbit/sec e 100 Mbit/sec. Il meccanismo serve per il riconoscimento automatico del tipo di funzionamento più efficace tra due apparecchi partner. Gli apparecchi partner sono (per lo più) un processore di comunicazione o un componente di rete.

Si possono negoziare i seguenti tipi di funzionamento.

Baudrate	Tipo di funzionamento
10 Megabit	half-duplex
10 Megabit	full-duplex
100 Megabit	half-duplex
100 Megabit	full-duplex

Tabella 2 Panoramica dei baudrate e tipi di funzionamento possibili.
 

Significato dei tipi di funzionamento

• Full-duplex significa che è possibile uno scambio dati bidirezionale. Sulla linea di trasmissione ognuno dei due partner può trasmettere in modo indipendente. Sulla linea di collegamento, la trasmissione può avvenire contemporaneamente da entrambi i componenti.
• In funzionamento half-duplex è anche possibile uno scambio dati bidirezionale. Però sulla linea di trasferimento tra due partner in un determinato istante è possibile sempre solo un trasporto dati in una direzione. Una operazione di trasmissione non può avvenire contemporaneamente tra i due componenti, ma bensì deve avvenire alternativamente.

Obbiettivo del procedimento
L'obiettivo è quello di ottenere il baudrate più alto possibile con il tipo di funzionamento migliore - cioè un baudrate di 100 Mbit con il tipo di funzionamento full-duplex.

Nella descrizione della negoziazione del tipo di funzionamento LAN occorre fare differenza tra due approcci. Da agosto 2001 il meccanismo è stato modificato, per garantire un accoppiamento automatico a pressoché tutti gli apparecchi partner. Nel seguito si fa differenza fra le varianti V1 e V2. Nel seguito viene rappresentata la corrispondenza tra unità o versione del firmware e la singola unità.

Avvertenza
Autonegotiation è una caratteristica 100 Mbit/sec, che non esiste con unità dotate esclusivamente di una interfaccia AUI opp. interfaccia ITP con 10 Mbit/sec opp. con preimpostazione fissa nella Configurazione hardware.

Descrizione del meccanismo di autonegotiation V1

Dopo l'avvio dell'unità, il processore di comunicazione esegue la autonegotiation. Se il partner la supporta, viene negoziato il massimo tipo di funzionamento possibile. Poi il processore di comunicazione attivo propone 100 Mbit/sec full-duplex e se necessario commuta nel tipo di funzionamento supportato dal partner di comunicazione.

Se esso però non riceve alcuna risposta - perché il partner non supporta la autonegotiation, esso commuta nella modalità "Autoswitching". Questo ha lo stesso significato con 10 Mbit/sec half-duplex. Si tratta qui nel tipo di funzionamento di default del processore di comunicazione.
 

Tutti gli apparecchi che supportano solo un 10 Mbit/sec half-duplex, non rispondono agli impulsi di autonegoziazione. Ciononostante la comunicazione risulta possibile poiché il partner si è impostato sulle condizioni di default.

Le impostazioni di default è anche attiva se, dopo l'avviamento, non c'èra alcun partner. Se più tardi il partner si presenta, si realizza dapprima un link da 10 Mbit/sec. poi il processore di comunicazione avvia una nuova fase di autonegoziazione, perché il partner probabilmente supporta più di 10 Mbit/sec.
Entrambi i partner possono ora mettersi d'accordo su 100 Mbit/sec full-duplex, se entrambi lo supportano.
Se il processore di comunicazione non riceve alcuna risposta alla autonegoziazione, esso rimane su 10 Mbit/sec half-duplex.

Avvertenza
Se un partner supporta solo 100 Mbit/sec full-duplex, ma anche la autonegoziazione, si può distinguere tra due casi. Un apparecchio di questo tipo è ad esempio lo OMC (optical media converter)

• Se i due partner all'avvio del processore di comunicazione sono collegati, la prima operazione di autonegoziazione porta alla negoziazione di 100 Mbit/sec full-duplex. Durante la autonegoziazione viene riconosciuto prima il link 100 Mbit/sec e poi il tipo di funzionamento full-duplex.
• Se il componente a 100 Mbit viene collegato solo successivamente, il processore di comunicazione si trova già nella modalità autoswitching. Questo è il risultato della prima autonegoziazione senza risultato. Ora è necessario tassativamente un link a 10 Mbit/sec. poiché il partner (OMC) non supporta però il 10 Mbit/sec, non si potrà mai arrivare alla stesura di una connessione.

Unità che supportano la autonegoziazione secondo la Versione V1

Unità	Tipo di unità	Versione firmware
6GK7 343-1EX10-0XE0	CP 343-1	fino alla versione V1.0.3
6GK7 443-1EX10-0XE0	CP 443-1	fino alla versione V1.1.0
6GK7 443-1EX11-0XE0	CP 443-1	fino alla versione V1.1.0
6GK7 343-1GX00-0XE0	CP 343-1 IT	fino alla versione V1.0.1
6GK7 443-1GX10-0XE0	CP 443-1 IT	fino alla versione V1.1.0
6GK7 443-1GX11-0XE0	CP 443-1 IT	fino alla versione V1.1.0

Tabella 3 Unità che supportano la autonegoziazione secondo V1

Descrizione del meccanismo di negoziazione V2

A causa delle proprietà dello OMC è stata implementata la seguente modifica.
Il processore di comunicazione commuta ciclicamente (dopo l'avviamento e dopo lo scomparire di un link) tra autoswitching e autonegoziazione. In questo modo è possibile accoppiare in tutte le condizioni un componente corrispondente. In questo modo si gestiscono tutti i casi sopra descritti.

Particolarità
Nella commutazione il LED FAST pulsa lentamente.
Il processore di comunicazione, con lo autoswitching passa definitivamente nello stato AUI (corrisponde a 10 Mbit/sec half-duplex), se esso riceve telegrammi lungo la linea AUI (controllo dell'attività). In parallelo a questo viene poi avviato lo autoswitching, per riconoscere un link a 10 Mbit di un cavo twisted pair innestato nel frattempo.
Se viene riconosciuto un tale link, viene avviato nuovamente la autonegoziazione, per negoziare il massimo tipo di funzionamento possibile tra i due partner.

Unità che supportano la autonegoziazione secondo la Versione V2

Tutti i CP Industrial Ethernet attuali, escluse le unità citate nella tabella 03, supportano la Autonegotiation secondo la Versione V2.

Avvertenze
Se è stato negoziato il tipo di funzionamento "100 Mbit/sec full-duplex" opp. oppure questo è stato impostato tramite progettazione, si può arrivare sporadicamente alla perdita di telegrammi. Questo avviene solo in casi di carico massimo con le quali il CP stesso deve elaborare una grossa parte del traffico di telegrammi.
Questo effetto viene ancora amplificato se il CP ha molte stazioni partner che trasmettono e ricevono in modo asincrono.

La circostanza descritta vale per i seguenti processore di comunicazione Industrial Ethernet.

Unità	Tipo di unità	Versione firmware
6GK7 443-1EX10-0XE0	CP 443-1	fino alla versione V1.1.0
6GK7 443-1EX11-0XE0	CP 443-1	fino alla versione V1.1.0
6GK7 443-1GX10-0XE0	CP 443-1 IT	fino alla versione V1.1.0
6GK7 443-1GX11-0XE0	CP 443-1 IT	fino alla versione V1.1.0

Tabella 5 Unità con limitazioni nel funzionamento full-duplex

L'effetto si manifesta con una rapida "espulsione" sulla connessione corrispondente. Tramite la perdita del telegramma, la stazione partner attende un ack a livello di trasporto. Questa rimane OFF. Dopo circa un secondo (tipico) la stazione partner ripete l'ultimo telegramma inviato e la comunicazione riprende. Con questo comportamento si arriva ad un abbassamento delle performance. Se poi la connessione non viene stesa nuovamente, si arriva alla perdita di telegrammi, poiché lo stato di trasporto sovrapposto provvede autonomamente ad una ripetizione del telegramma.

Rimedio
Uno opp. entrambi i partner (CP e componente di rete) devono essere impostati fissi, cioè senza alcuna autonegoziazione, su un tipo di funzionamento diverso da "100 Mbit/sec full- duplex". Qui è importante che entrambi i partner abbiano una impostazione fissa, poiché in caso contrario si può arrivare a tipi di funzionamento diversi sui due partner di comunicazione.
Nelle versioni successive del firmware dei processori di comunicazione citati nella tabella 04 e nei CP Industrial Ethernet questo comportamento non compare. E poi non si arriva più, in alcuno dei tipi di funzionamento, alla perdita di telegrammi.

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Rete, protocollo di rete, perdita di dati