Dans les dispositifs d’alimentation ferroviaire, la charge est répartie sur plusieurs générateurs. L’électronique de puissance est pilotée par un dispositif de Modulation de Largeur d’Impulsion (MLI) lui-même contrôlé par un signal de référence, telle une porteuse triangulaire. La synchronisation des porteuses de tous les onduleurs (phase, amplitude et fréquence) doit être précise et maintenue en permanence sous peine d’instabilité du système de traction et de perte de puissance. Différents protocoles de distribution d’horloge permettent de répondre à ce problème, chaque onduleur réglant alors son horloge locale à partir d’une référence émise par un contrôleur.
Le projet de recherche M&SSCOT axés sur les architectures d’alimentation de puissance en environnement ferroviaire et spatial répond à cette problématique par la mise en réseau informatique des générateurs de puissance. Un contrôleur central constitue la référence d’horloge distribuée à travers le réseau à chaque générateur. Plusieurs protocoles de synchronisation ont été considérées dont "Synchronous Ethernet" dans un premier temps. Selon la recommandation, l’interface de synchronisation de chaque générateur extrait l’horloge et la propage au générateur suivant de part et d’autre du réseau.
La chaine de synchronisation de l’architecture M&SSCOT prévoit la mise en œuvre de 32 générateurs. Aussi pour vérifier les performances en terme de dérive sur une longue durée, des mesures ont été réalisées sur un banc d’essais "Synchronous Ethernet" par cosimulation matérielle à base de FPGA.
L’implémentation de cette cosimulation a donné lieu à la rédaction d’un article scientifique paru dans le journal IEEE Industrial Electronics Magazine.
L’article est intitulé "On the Synchronous Ethernet for a Massive Networking Deployment : : Insight Into a Tailored Cosimulated Testbed" A. Bannour et al., "On the Synchronous Ethernet for a Massive Networking Deployment : Insight Into a Tailored Cosimulated Testbed" in IEEE Industrial Electronics Magazine, vol. 17, no. 3, pp. 22-32, Sept. 2023, doi : 10.1109/MIE.2023.3241447.. L’article traite de la synchronisation d’horloge dans un contexte étendu aux communications 5G à très faible latence, et présente les résultats de cosimulation visant à évaluer les performances du "Synchronous Ethernet" dans des grands réseaux (32 nœuds) à l’image du réseau M&SSCOT.
Cette publication a été menée conjointement entre l’UMONS (Ahmed Bannour, Véronique Moeyaert, Patrice Mégret, Marc Wuilpart) et le CETIC (Lotfi Guedria, Gérard Florence)
Gérard Florence