Brevet FR2887094A1 — publié le 20061215

PROCEDE ET DISPOSITIF D'INTERCEPTION DE DONNEES TRANSITANT SUR UN LIEN D'UN RESEAU ETHERNET DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un procédé et un dispositif d'interception de données transitant sur un lien d'un réseau Ethernet, par exemple un réseau AFDX. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE L'intégration, le test ou la recherche de défauts des réseaux Ethernet, par exemple avioniques, nécessite une interception, ou espionnage , en temps réel des données qui transitent sur les liens de ces réseaux. Il existe dans l'art connu des dispositifs d'interception de données, ou taps , permettant de récupérer, ou piquer de telles informations. Mais ceux-ci présentent les défauts suivants: les informations espionnées sont déformées par le piquage, - ces dispositifs ne sont pas compatibles avec une utilisation avion, en particulier à cause des connecteurs utilisés. Le document, référencé [1] en fin de description, décrit ainsi de tels dispositifs d'interception de données. Dans ce document l'atténuation annoncée est inférieure à 5 dB. Mais une telle atténuation de 5 dB est énorme. Les dispositifs décrits ne sont donc pas transparents au piquage. Un mode de réalisation standard d'un procédé d'interception de données de l'art connu est illustré sur la figure 1. Un dispositif d'interception de données 10, permettant le codage et le décodage des données Ethernet transmises sur des lignes de transmission Tx+ et Tx-, est relié à ces lignes de transmission Tx+ et Tx- 11 et 12 au travers d'un isolateur 13. L'inconvénient d'un tel mode de réalisation est qu'il perturbe le lien espionné. Le diagramme de l'oeil mesuré juste à la sortie d'un dispositif d'interception de données 10, en injectant un signal Ethernet, est illustré sur la figure 2. Il apparaît que le signal 15, formé de l'ensemble des points de mesure 16, qui ne devrait passer que dans les zones 17 situées entre les différentes parties 18 constitutives d'un masque, comme décrit dans le document référencé [2], déborde sur ces parties 18. Le signal est donc perturbé. Il est impossible d'espionner des liens trop longs. L'invention a pour objet de résoudre un tel problème, en évitant toute perturbation des liens à espionner, en proposant un procédé et un dispositif d'interception de données transitant sur au moins un lien à espionner d'un réseau Ethernet. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention concerne un procédé d'interception de données véhiculées sur au moins un lien, par exemple full duplex , à espionner dans un réseau Ethernet, par exemple AFDX, caractérisé en ce que: on réalise le piquage simultané des données véhiculés sur les lignes de transmission et/ou de réception de chacun de ces liens au moyen de coupleurs, par exemple de transformateurs haute impédance, on recopie ces données à l'aide d'un émetteur-récepteur par lien pour les envoyer vers un équipement de test, par exemple une installation d'essais en vol. Le procédé de l'invention permet d'obtenir les avantages suivants: - absence de perturbation du lien espionné, notamment à la mise sous tension ou hors tension, - tenue environnementale (en particulier compatibilité électromagnétique de repiquage), - recopie et amplification possibles grâce à des émetteurs-récepteurs, compatibilité aux contraintes aéronautiques, - compatibilité aux connecteurs utilisés en aéronautique (ARINC 600, contacts quadrax ) , - compatibilité aux exigences de sécurité. L'invention concerne, également, un dispositif d'interception de données Ethernet sur au moins un lien, par exemple full duplex , à espionner d'un réseau Ethernet, par exemple AFDX, caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens de piquage de ces données comportant un coupleur sur chaque ligne de chaque lien, suivi pour chaque ligne de transmission ou de réception d'un isolateur et d'un amplificateur, - des moyens de recopie de ces données comprenant pour chaque lien un émetteur-récepteur, par exemple quatre ports, pour lire et pour transmettre ces données vers un équipement de test, par exemple une installation d'essais en vol, au travers d'un isolateur. Ce dispositif peut être un équipement embarqué destiné aux essais en vol chargé d'espionner les liens d'un réseau AFDX 10 ou 100 Mbits/s full duplex , et capable de copier les données transitant sur ces liens sans perturber ceux-ci. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 illustre un procédé d'interception de données de l'art connu transitant sur un lien d'un réseau Ethernet. La figure 2 est un diagramme de l'oeil, qui illustre les inconvénients d'un tel procédé de l'art connu. Les figures 3 et 4 illustrent un dispositif d'interception de données selon l'invention. Les figures 5 et 6 illustrent deux modes de mise en oeuvre du dispositif selon l'invention. La figure 7 illustre un exemple de réalisation des moyens de piquage et de recopie du dispositif d'interception de données selon l'invention. La figure 8 est un diagramme de l'oeil, qui illustre la qualité du signal obtenu avec le dispositif de l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS L'invention concerne un procédé d'interception de données véhiculées sur au moins un lien d'un réseau Ethernet, par exemple AFDX 10 ou 100 Mbits/s, dans lequel: on réalise le piquage simultané des données véhiculés sur les lignes de transmission (Tx+ et Tx-) et/ou de réception (Rx+, Rx-) de chacun des liens à espionner de ce réseau au moyen de coupleurs, par exemple des transformateurs haute impédance, disposés sur chaque ligne, -on recopie et on amplifie ces données grâce à un émetteur-récepteur ( transceiver ) pour chaque lien pour les envoyer vers un équipement de test, par exemple une installation d'essais en vol, au travers un isolateur. Le procédé de l'invention permet d'utiliser des composants placés dans la soute d'un avion entre les différents systèmes du réseau AFDX (réseau ADCN ou Avionic Data Communication Network ). Il permet le piquage d'un ou plusieurs liens physiques ainsi que la recopie vers une installation d'essai en vol des données circulant sur ces liens, cette installation étant conforme à la norme ARINC600 2MCU, la connectique étant de type Quadrax. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 3, le dispositif d'interception de données, ou tap , 20 de l'invention permet d'espionner quatre liens, par exemple full duplex AFDX, 10 ou 100 Mbits/s LA, LB, LC et LD, et d'effectuer un piquage à la fois des données véhiculées en transmission (Tx) et en réception (Rx) entre des équipements ( end systems ) E1, E2, E3 et E4 et des commutateurs S1, S2, S3 et S4. Il permet également de recopier et amplifier ces données pour envoyer les données ainsi obtenues (copie A (Tx), Copie A (Rx)...copie D (Rx) à un équipement de test 21, par exemple une installation d'essais en vol. Le dispositif d'interception de données de l'invention ne perturbe pas les liens espionnés et est conforme aux normes aéronautiques DO160 et ABD100. Dans un exemple de réalisation AFDX, le dispositif de l'invention permet d'assurer les fonctions suivantes: - interception sans perte d'intégrité des signaux électriques de quatre liens full duplex 10 ou 100 Mbits/s AFDX (LA, LB, LC, et LD) basée sur l'utilisation d'un émetteur-récepteur Ethernet, - copie de ces liens LA, LB, LC, et LD, -alimentation à partir d'une tension 28 V avec garantie de fonctionnement si coupure d'alimentation inférieure à 250 ms, partitionnement de la fonction électronique (alimentation, interception et copie) en deux parties indépendantes sur un circuit imprimé, - connecteur fond de panier ARINC600 pour toutes les entrées sorties de la carte, - connecteurs de type quadrax permettant de recopier intégralement quatre liens LA, LB, LC et LD simultanément, - deux sorties relais statique pour signaler les défauts (alimentation et défaut sur un des liens AFDX), une entrée shunt pour détecter la présence de l'équipement, - diodes électroluminescentes visibles en face avant pour visualiser l'état des alimentations. Ainsi dans le dispositif d'interception de données selon l'invention, illustré sur la figure 4, sont représentés. - des alimentations F1A/F1B, - des modules de piquage AFDX F2A/F2B, - des modules de copie AFDX F3A/F3B, - un module de supervision F4, -une première interface extérieure ARINC une seconde interface extérieure ARINC - une troisième interface extérieure ARINC - une interface face avant IE4. Les liens sont ainsi dérivés sur l'installation d'essais en vol 21 de façon à ce que les branchements à réaliser soient les mêmes qu'entre deux calculateurs classiques. Une coupure d'alimentation ou une mise sous tension du dispositif de prise d'information 20 ne perturbe pas le lien espionné. A la fin d'une campagne d'essais en vol d'un aéronef, on peut alors supprimer les liaisons apportées lors des tests, et rétablir les connexions directes entre les calculateurs. Les figures 4 et 5 illustrent deux modes de mise en oeuvre du dispositif d'interception de données 10 de l'invention qui peuvent être utilisés sur un réseau AFDX: dans une copie simple de données véhiculées sur un lien entre un calculateur 30 et un commutateur AFDX 31, comme illustré sur la figure 4, - dans une copie double, en utilisant deux dispositifs d'interception de données 20 et 20' en cascade pour envoyer les données interceptées vers deux équipements de test 21 et 21', comme illustré sur la figure 5. Dans un exemple de réalisation du dispositif de l'invention la succession d'un module de piquage (F2A ou F2B sur la figure 4) et d'un module de copie (F3A ou F3B sur la figure 4) est réalisée, pour la voie transmission (Tx) d'un lien par: - un coupleur par induction 40, 41 pour chaque ligne Tx+ et Tx-, - un isolateur Ethernet 42, - un amplificateur du signal 43, qui permet de compenser l'atténuation des coupleurs, par exemple de 20 dB, - un émetteur-récepteur 44, qui permet une remise en forme du signal atténué dans la ligne du lien considéré, avec rebouchage du signal numérique RM11 Rx, un isolateur 45 qui est relié à un équipement de test 46. On transfère donc le flux intercepté et converti en données numériques vers un équipement de test, par exemple une installation d'essais en vol. Un même émetteur-récepteur Ethernet (4 ports) 44 est utilisé pour lire le flux intercepté au niveau d'un connecteur quadrax du connecteur ARINC600, le convertir en données numériques RM11 Rx, les injecter sur une entrée RM11 Tx du même émetteur-récepteur et retransmettre les données vers un équipement de test 46 au travers d'un isolateur 45 (un quadri-port permet donc de recopier deux liens). Il en résulte une économie de composant et une possibilité d'utilisation de copie sur une longueur de lien de 100 mètres, une telle copie étant parfaitement mise en forme à la norme Ethernet. Le diagramme de l'oeil illustré sur la figure 8 donne la qualité du signal après coupure. Contrairement au diagramme représenté sur la figure 2, le signal 15, qui passe entre les éléments du masque 18, n'est pas perturbé. Dans une variante de réalisation le dispositif d'interception de données 20 illustré sur la figure 3 recopie plusieurs fois chaque donnée et la diffuse vers des équipements de test différents. On peut ainsi dédoubler chaque ligne représentée sur la figure 3 entre le dispositif d'interception de données et l'installation d'essais en vol 21 en: copie LAI (Tx), copie LA2 (Tx), copie LAI (Rx), copie LA2 (Rx). REFERENCES [1] htt_... www. s omit:i.net/s. century. tap. html. (Shomiti Systems, Century Tap Family , 2000) [2] American National Standard ANSO X3.2631995 (Annexe J, page 67, Twisted pair active output interface template ) REVENDICATIONS 1. Procédé d'interception de données véhiculées sur au moins un lien à espionner dans un réseau Ethernet, caractérisé en ce que: on réalise le piquage simultané des données véhiculées sur les lignes de transmission (Tx+ et Tx-) et/ou de réception (Rx + et Rx-) de chacun de ces liens au moyen de coupleurs (40,41), on recopie ces données à l'aide d'un émetteurrécepteur (44) par lien pour les envoyer vers un équipement de test (46) au travers un isolateur (45). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le réseau Ethernet est un réseau AFDX 10 ou 100 Mbits/s. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les liens sont des liens full duplex . 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les coupleurs (40,41) sont des transformateurs haute impédance. 5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel chaque émetteurrécepteur (44) est un émetteur-récepteur quatre ports. 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'équipement de test (46) est une installation d'essais en vol. 15 7. Dispositif d'interception de données sur au moins un lien à espionner d'un réseau Ethernet, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens de piquage de ces données comportant un coupleur (40,41) sur chaque ligne de chaque lien, suivi pour chaque ligne de transmission ou de réception d'un isolateur (42) et d'un amplificateur (43), - des moyens de recopie de ces données comprenant pour chaque lien un émetteur-récepteur (44) pour lire et pour transmettre ces données vers un équipement de test (46) au travers un isolateur (45). 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le réseau Ethernet est un réseau AFDX 10 ou 100 Mbits/s. 9. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel les liens sont des liens full duplex . 10. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel les coupleurs (40,41) sont des transformateurs haute impédance. 11. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel chaque émetteurrécepteur (44) est un émetteur-récepteur quatre ports. 12. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel l'équipement de test (46) est une installation d'essais en vol.