Description:
Cet article décrit les points à prendre en compte par rapport aux fonctions d'auto négociation et d'autosensing sur les CP Industrial Ethernet.

Les processeurs de communication essaient toujours d'utiliser le mode le plus puissant et le plus rapide. Pour comprendre les explications suivantes, un certain nombre de notions relatives aux différents états des contrôleurs LAN lors de la négociation du mode de fonctionnement LAN doivent être détaillés.
 

terme	Explication
PHY	convertisseur de niveau physique qui est placé avant le contrôleur LAN. Le PHY transmet les télégrammes se trouvant sur le LAN au contrôleur LAN.
Autoswitching	Ceci est un mode de fonctionnement particulier du PHY de chaque module. Le PHY se trouve en mode 10 MBit/sec Half-Duplex et attend un Link correspondant. Dans cet état, aucune liaison 100 MBit/sec ne peut être détectée.
Autosensing	Capacité d’un correspondant à détecter automatiquement la vitesse de transmission(10/100 MBit/sec).
Autonegotiation	Sous ce terme, on entend la reconnaissance/négociation automatique de la vitesse de transmission (10/100 MBit/sec) et le mode de transmission (Full-Duplex/Half-Duplex).

Tableau 01 : Explications des termes

Auto-négociation/Autosensing sont supportés par tous les processeurs de communication Industrial Ethernet qui acceptent les modes de transmission 10 MBit/sec et 100 MBit/sec. Ce mécanisme est utilisé pour une identification automatique afin d’avoir un mode de fonctionnement optimum entre les deux partenaires. Les appareils distants sont communément des processeurs de communication ou des composants réseaux.

Ci-dessous les modes de transmission qui peuvent être "négociés":
 

Vitesse de transmission	Mode de Transmission
10 Mégabit	Half-Duplex
10 Mégabit	Full-Duplex
100 Mégabit	Half-Duplex
100 Mégabit	Full-Duplex

Tableau 02 : Récapitulatif des modes de transmissions possibles selon la vitesse.

Signification du mode de transmission

• Full-Duplex signifie qu'un échange de données bidirectionnel est possible. Sur le réseau, chaque utilisateur peut envoyer des données simultanément et de manière indépendante vers d’autres partenaires. L'émission peut se faire simultanément par les deux partenaires.
• En Half-Duplex les données échangées se font également en mode bidirectionnelle. Sur le réseau de transmission, cependant seulement une transmission de données dans une direction donnée est possible entre deux partenaires. Un transfert de données entre deux partenaires ne peut pas se faire en même temps, chaque partenaire devant le faire chacun à son tour.

But de cette méthode
Le but recherché est d’avoir la vitesse de transmission la plus haute possible avec le mode de transmission le plus efficace, c’est à dire une vitesse de 100 MBit en mode Full Duplex.

Deux types distincts d’approche doivent être distingués concernant la fonctionnalité pour le réglage du fonctionnement des modes de transmission sur un réseau. Depuis août 2001, le mécanisme a été changé afin de garantir une connexion automatique vers presque tous les types de partenaires possibles. Ci-dessous ces deux types de version V1 et V2 sont décrits. Les types de cartes ainsi que les versions de Firmware nécessaires seront donnés également.

Conseil :
La fonction Auto-Négociation s’effectue à une vitesse de 100 MBit/sec, mais cette vitesse n’est pas disponible sur les coupleurs qui ne disposent que d’une interface AUI ou d'une interface ITP avec une vitesse de 10 MBit/sec ou si une valeur fixe a été mise dans la configuration matérielle.

Description de la fonction Auto-Négociation V1:
Après le démarrage du processeur de communication, celui-ci exécute une fonction d’Auto-négociation. Si le partenaire distant supporte cette fonction, la vitesse la plus rapide et le mode de transmission optimal seront réglés. La carte de communication active recommandera une vitesse de 100 MBit/sec Full-Duplex et, si cela est nécessaire, elle effectuera la demande de commutation vers le mode de transmission valide par le partenaire distant.

Si aucune réponse n’est retournée parce que le partenaire distant ne supporte pas la fonction Auto-négociation, le mode de transmission basculera en Mode "Autoswitching". Cela équivaut à une vitesse de 10 MBit/sec en  Half-Duplex. Ceci étant le mode de fonctionnement par défaut du Processeur de communication.

Tous les appareils qui ne supportent que la vitesse de 10 MBit/sec Half-Duplex, ne peuvent répondre à la requête Auto-négociation. Bien que ces appareils ne répondent pas à cette requête, la communication reste possible car ces derniers ont été réglés sur le mode par défaut.

Si aucun Partenaire n’était disponible lors du démarrage, le réglage par défaut reste toujours actif. Et si le partenaire répond plus tard, une liaison à 10 MBit/sec sera établie .Après ce rétablissement, le processeur de communication réitère sa demande d’Auto négociation au cas où le Partenaire serait susceptible de supporter des vitesses de transmission supérieures à 10 MBit/sec.
Les deux partenaires peuvent alors accepter un fonctionnement sur 100 MBit/sec Full-Duplex, si ces derniers l’acceptent. Si le processeur de communication ne reçoit aucune réponse à une demande d’Auto négociation, il restera sur 10 MBit/sec Half-Duplex.

Conseil :
Si un partenaire supporte le 100 MBit/sec Full-Duplex, mais aussi la fonction Auto-négociation, deux cas peuvent se présenter comme par exemple dans le cas d’un OMC (optical media converter):

• Tous les Partenaires sont raccordés lors du démarrage, la première tentative d’Auto négociation permettra de savoir s’il est possible de  positionner la vitesse de transmission sur 100 MBit/sec puis de passer en mode Full-Duplex. Pendant l'auto-négociation, le Link 100 MBit/sec puis le mode Full-Duplex sont détectés.
• Si le partenaire est raccordé après le démarrage, le processeur de communication est déjà en mode autoswitching. Ceci résultant de la non réponse à la demande d’Auto-négociation et la liaison est donc obligatoirement à 10 MBit/sec et comme le partenaire (OMC) ne supporte pas la vitesse de 10 MBit/sec, la liaison ne pourra pas être établie.

Modules supportant la fonction Auto-Négociation Version V1:
 

Module	Type de module	Version du Firmware
6GK7 343-1EX10-0XE0	CP 343-1	Jusqu’à la version V1.0.3
6GK7 443-1EX10-0XE0	CP 443-1	Jusqu’à la version V1.1.0
6GK7 443-1EX11-0XE0	CP 443-1	Jusqu’à la version V1.1.0
6GK7 343-1GX00-0XE0	CP 343-1 IT	Jusqu’à la version V1.0.1
6GK7 443-1GX10-0XE0	CP 443-1 IT	Jusqu’à la version V1.1.0
6GK7 443-1GX11-0XE0	CP 443-1 IT	Jusqu’à la version V1.1.0

Tableau 03 : modules supportant l’Auto-négociation  V1 

Description du mécanisme d’Auto négociation V2 :
Voici ci-dessous les changements qui ont été implémentés à cause des propriétés des OMC :
Le processeur de communication commute cycliquement entre la fonction Autoswitching et la fonction d’Auto négociation (à la suite d’un démarrage ou après une perte de liaison). De cette façon, un partenaire peut être installé dans n’importe quelle circonstance. Par conséquence, tous les cas évoqués ci-dessus sont maitrisés.

Particularité:  
Pendant la phase de commutation, la LED FAST clignotera lentement.
Le processeur de communication change finalement vers l’état AUI (correspondant à 10 MBit/sec Half-Duplex), s’il reçoit un télégramme via le dropcable AUI (contrôle d’Activité). L’Autoswitching est lancé en même temps afin d’identifier une liaison d’un câble Twisted Pair possible en 10 Mbit/sec.
Si une telle liaison est identifiée, la fonction d’Auto négociation sera démarrée afin de déterminer la vitesse la plus élevée pour les partenaires.

Modules supportant la fonction Auto-Négociation Version V2 :
Tous les CP Industrial Ethernet, à l'exception de ceux indiqués dans le tableau 03, prennent en charge la fonction Auto-négociation Version V2.

Conseil :
Si le mode de transmission  "100 MBit/sec Full-Duplex" a été négocié ou planifié sur le projet, une perte aléatoire de télégrammes peut survenir. Seulement dans le cas de nombreuses demandes effectuées sur le CP.
Cet effet sera amplifié si le CP dispose de nombreux partenaires qui le sollicitent via des requêtes d’émission et de réception asynchrones.

Ce comportement ne concerne que les processeurs de communication Industrial Ethernet suivants :
 

Module	Type de module	Version du firmware
6GK7 443-1EX10-0XE0	CP 443-1	Jusqu’à la version V1.1.0
6GK7 443-1EX11-0XE0	CP 443-1	Jusqu’à la version V1.1.0
6GK7 443-1GX10-0XE0	CP 443-1 IT	Jusqu’à la version V1.1.0
6GK7 443-1GX11-0XE0	CP 443-1 IT	Jusqu’à la version V1.1.0

Tableau 04 : Modules ayant des restrictions en mode Full-Duplex 

Ces effets se rencontrent de manière temporaire lors d’un "renvoi" vers une liaison distante. En raison de la perte de télégrammes, la station distante attend un acquittement au niveau de la couche Transport. Mais cet acquittement ne vient pas. Après une seconde environ, le partenaire distant réitère le dernier télégramme qui avait été envoyé et la communication peut continuer. En raison de ce comportement, les performances de communication sont diminuées. La liaison ne sera pas coupée et les télégrammes seront perdus tant que le paramétrage de la couche Transport prévoit une répétition de télégramme.

Remède :
Le ou les partenaires ( CP ou Composants réseaux ) doivent être préréglés sur un mode de transmission fixe ( càd qu’il n’y aura pas de réponse à l’Auto négociation ) et différent de "100 MBit/sec Full- Duplex". Il est important que le mode soit fixé pour les deux partenaires, sinon les deux partenaires peuvent avoir des modes de fonctionnement différents.
Le problème n'apparait pas avec les versions de firmware plus récentes des processeurs de communication listés dans le tableau 04, ni avec l'ensemble des CP Industrial Ethernet actuels. Il n'y a alors aucune perte de télégrammes dans aucun des modes de transmission.

Mots-clefs:
Réseaux , protocole réseaux, perte de télégramme