Tipologia de rede • Estrela • Anel • Linear • Arvore
Tipologia de rede • Estrela
uma estaçãocentral é ligada a todos os usuários através de ligações duplas.
Esta estação central pode ser responsável pelo controlo da rede, o “Mestre”, podendo
simplesmente
estabelecer a ligação entre o emissor e o receptor. É utilizado apenas em veículos de gama alta, que tenham
sistemas de comunicação por fibra óptica.
As vantagens desta topologia são:
• Cada nó tem sua própria conexão ao nó central; • Integração simples de nós adicionais;
• Fácil de executar com transmissão através de meios ópticos (fibra óptica).
As desvantagens desta topologia são:
• Comprimento total elevado de todas as conexões se os nós forem ordenados como uma linha
geográfica;
• O nó central requer N interfaces para a conexão de N nós; • A comunicação entre os nós apenas possíveis através do nó central;
Tipologia de rede • Anel
Se um anel físico for construído com diversas ligações de dois pontos, é denominado uma estrutura
em Anel (fig. 4.3). Ora, uma mensagem que esteja a ser transferida é passada de uma unidade para
a unidade seguinte. Se o sinal puder ser amplificado cada vez que passa por uma unidade, é possível
atingir distâncias bastante grandes. A mensagem percorre o anel até chegar ao emissor, onde é apagada.
As vantagens desta topologia são:
• Implementação de redes extensas torna-se possível porque cada nó fornece uma
regeneração de sinal.
• Excelente para a utilização de meios ópticos de transmissão dado à aplicação do sistema pontoa- ponto entre nós.
• Identificação simples do nó em questão, tal é a posição geográfica dos nós no anel.
As desvantagens desta topologia são:
• O sistema global falha quando um dos nós falha. Consequentemente tem de se tomar medidas
adicionais geralmente, por exemplo possibilidade construir uma ponte sobre o nó ou a provisão
falhada de um anel redundante.
• Uma operação tem que ser interrompida para se proceder à integração de um novo nó ou à
Tipologia de rede • Linear
A característica típica de uma topologia linear é a ligação eléctrica passiva de todos os nós a
um meio comum.
As vantagens desta topologia são:
• Custo das linhas Bus é mais baixo para
aplicações com os nós dispostos geograficamente como uma linha.
• Ligação simples de um nó.
• Pode-se adicionar mais nós simplesmente sem interrupção da operação.
• Em caso de falha ou a desactivação de um nó, não afectam os outros nós.
As desvantagens desta topologia são:
• Comprimento das linhas Bus e número de nós limitados se a regeneração de sinal por nós
repetidores não for efectuada.
• A implementação de uma estrutura do Bus com interface óptico é complicada pelo facto que
as fibras ópticas apropriadas ainda são difíceis de implementar. Pode ser utilizada usando um
acoplador “passivo” óptico do Bus (amplificador de sinal), embora com custos mais elevados.
Não obstante às desvantagens acima descritas, tipologia linear é de todas, a mais usada hoje em dias
Tipologia de rede • Árvore
Este tipo de topologia caracteriza-se principalmente pelo facto das ligações serem em pontos aleatórios. É basicamente uma associação entre as topologias do tipo estrela e linear (fig. 4.8).
A Topologia em Árvore está implantada na maioria dos sistemas CAN que possuam derivações de linhas. Ou seja, no caso da porta de um automóvel, a linha CAN passa pelo
interior da unidade de comando dos vidros para chegar às
Principais caracteristicas do sistema:
Hierarquia Tipos de hierarquia
• MESTRE-ESCRAVO (Master-Slave) • MULTI-MESTRE (Multi-Master).
Tipos de hierarquia
• MESTRE-ESCRAVO (Master-Slave)
• Um nó mestre é o coordenador da comunicação na linha Bus.
• Somente o mestre pode iniciar mensagens/tramas.
• O mestre está seguidamente a interrogar os escravos: Neste sistema os escravos dão na maior parte das vezes uma
resposta dentro da própria mensagem. • Com o princípio “mestre-escravo”, um nó
na rede, o “mestre”, assume o controlo do acesso às linhas Bus nos termos de uma troca de dados orientada através dos outros nós (“escravos”).
As vantagens deste princípio são a sua simplicidade, assim como determinado tempo de latência máximo que o Bus está disponível para um nó.
Exemplos de aplicações deste sistema: VAN (Vehicle Area
Network) na Peugeot, e LIN (Local Interconnect Network) na Opel.
• Uma desvantagem geral deste formato é que um nó escravo se quiser aceder ao Bus tem de esperar por a emissão de uma mensagem do Mestre, para assegurar o tempo de latência garantido. Isto significa cargas desnecessárias no sistema Bus, e para isso necessitam de sistemas com requisitos bastante elevados.
• Por outro lado, o princípio de processo cíclico na estrutura Mestre-Escravo é mais apropriado do que um processo não cíclico.
Tipos de hierarquia
• MULTI-MESTRE (Multi-Master).
Neste sistema as unidades são todas mestres. Isto é, todos os nós têm os mesmos direitos e tendo apenas que respeitar o protocolo na área de prioridade da mensagem.
Principais caracteristicas do sistema:
Outras
• Mensagens prioritárias
• Comprimento das linhas CAN:
• Comprimento curto da trama/mensagem • Tempo muito curto da recuperação de erros:
Mensagens prioritárias: o identificador de uma mensagem
determina a sua prioridade no que diz
respeito ao acesso à linha Bus, é possível à unidade ter o acesso à linha Bus de acordo com a sua
importância. Assim, particularmente as mensagens importantes podem obter o acesso ao Bus num
curto espaço de tempo não obstante à carga momentânea do Bus.
Comprimento das linhas CAN:
Por exemplo, pela análise do gráfico pode-se concluir que a uma velocidade de 1Mbit/s, pode ser
usado uma linha CAN com 40 metros de comprimento (máximo).
Outros comprimentos máximos das linhas (valores aproximados):
• 100 m at 500kbit/s • 200 m at 250kbit/s • 500 m at 125kbit/s • 6 km at 10kbit/s
Quando maior a velocidade de transmissão, menores têm de ser as linhas. Os valores máximos de
comprimento das linhas CAN têm de ser cumpridos de modo a garantir que os dados não se percam
na transmissão de uma mensagem. Muitas das falhas que podem ocorrer num sistema CAN pode são
devidos a problemas nas linhas, deterioração, cortes, interferências electromagnéticas, etc.
Comprimento curto da trama/mensagem: O comprimento
máximo dos dados da mensagem
CAN é limitado a oito bytes (64 bits). Este comprimento dos dados é suficiente para as exigências
da transmissão de dados nos veículos. A transmissão de mensagens mais longas através da CAN é
requerida somente em casos excepcionais (por exemplo durante a configuração e programação de um
nó/unidade de controlo).
Tempo muito curto da recuperação de erros: A CAN permite a
detecção de mensagens corrompidas
devido a diversos mecanismos da detecção de erros complementares. Os erros detectados conduzem a uma retransmissão automática de uma mensagem incorrectamente transmitida ou recebida. Assim a
sua correcção ocorre também dentro de um tempo muito curto.
Detecção e desactivação de nós com defeitos/avarias: O
protocolo CAN monitoriza a função
comunicação específica dos nós de modo a que um nó avariado não possa continuamente perturbar
a transmissão de dados. Quando as taxas de erro médias predefinidas são excedidas num nó, são
tomadas medidas que limitam o acesso do nó afectado à rede, e desactivam o nó da rede.