ISO 11783-4:2011

Tractors and machinery for agriculture and forestry — Serial control and communications data network — Part 4: Network layer

ISO 11783 as a whole specifies a serial data network for control and communications on forestry or agricultural tractors and mounted, semi‑mounted, towed or self-propelled implements. Its purpose is to standardize the method and format of transfer of data between sensor, actuators, control elements and information storage and display units, whether mounted on, or part of, the tractor or implement. ISO 11783-4:2011 describes the network layer, which defines the requirements and services needed for communication between control functions (CFs) in different segments of the ISO 11783 network. The various types of network interconnection units are defined in ISO 11783-4:2011.

Tracteurs et matériels agricoles et forestiers — Réseaux de commande et de communication de données en série — Partie 4: Couche réseau

L'ISO 11783-4:2011 spécifie un réseau de données en série pour la commande et les communications de tracteurs forestiers ou agricoles et les outils portés, semi-portés, traînés ou automoteurs. Elle vise à normaliser la méthode et le format du transfert de données entre capteurs, actionneurs, dispositifs de commande, unités de stockage et d'affichage de données, que ces éléments soient montés sur le tracteur ou l'outil, ou qu'ils en soient un composant. L'ISO 11783-4:2011 décrit la couche réseau, qui définit les conditions requises et les services nécessaires à la communication entre fonctions de commande (FC) se trouvant sur différents segments du réseau ISO 11783. Elle définit également les différents types d'unités d'interconnexion réseau.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 22-Nov-2011
• ICS: 35.240.99 - IT applications in other fields
• ICS: 65.060.01 - Agricultural machines and equipment in general
• Technical Committee: ISO/TC 23/SC 19 - Agricultural electronics
• Drafting Committee: ISO/TC 23/SC 19/WG 1 - Applications and data interfaces
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 14-Jun-2022

Relations

• Revises: ISO 11783-4:2001 - Tractors and machinery for agriculture and forestry — Serial control and communications data network — Part 4: Network layer
• Effective Date: 15-Apr-2008

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11783-4
Second edition
2011-12-01

Tractors and machinery for agriculture
and forestry — Serial control and
communications data network —
Part 4:
Network layer
Tracteurs et matériels agricoles et forestiers — Réseaux de commande
et de communication de données en série —
Partie 4: Couche réseau




Reference number
ISO 11783-4:2011(E)
©
ISO 2011

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ISO 11783-4:2011(E)

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All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
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Published in Switzerland

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ISO 11783-4:2011(E)
Contents Page
Foreword . iv
Introduction . v
1  Scope . 1
2  Normative references . 1
3  Terms and definitions . 2
4  Description . 2
4.1  Role of the network interconnection unit (NIU) . 2
4.2  Role of the network layer . 3
5  Requirements . 6
5.1  Network interconnection unit (NIU) . 6
5.2  Network topology . 6
5.3  Network addressing . 6
6  Network interconnection unit functions . 7
6.1  Forwarding . 7
6.2  Filtering. 7
6.3  Address translation . 8
6.4  Message repackaging . 8
6.5  Network message . 8
6.6  Database management . 10
6.7  Network topology information . 14
6.8  Network interconnection unit parametrics . 16
6.9  Forwarding destination-specific messages by establishing a connection . 22
7  Types of network interconnection units . 29
7.1  Repeater . 29
7.2  Bridge . 29
7.3  Router . 30
7.4  Gateway . 30
7.5  Tractor ECU . 31
Bibliography . 32

© ISO 2011 – All rights reserved iii

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ISO 11783-4:2011(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
ISO 11783-4 was prepared by Technical Committee ISO/TC 23, Tractors and machinery for agriculture and
forestry, Subcommittee SC 19, Agricultural electronics.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 11783-4:2001), which has been technically
revised.
ISO 11783 consists of the following parts, under the general title Tractors and machinery for agriculture and
forestry — Serial control and communications data network:
 Part 1: General standard for mobile data communication
 Part 2: Physical layer
 Part 3: Data link layer
 Part 4: Network layer
 Part 5: Network management
 Part 6: Virtual terminal
 Part 7: Implement messages application layer
 Part 8: Power train messages
 Part 9: Tractor ECU
 Part 10: Task controller and management information system data interchange
 Part 11: Mobile data element dictionary
 Part 12: Diagnostics services
 Part 13: File server
 Part 14: Sequence control
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ISO 11783-4:2011(E)
Introduction
Parts 1 to 14 of ISO 11783 specify a communications system for agricultural equipment based on
[1] [2] [3]
ISO 11898-1 and ISO 11898-2 . SAE J 1939 documents, on which parts of ISO 11783 are based, were
developed jointly for use in truck and bus applications and for construction and agricultural applications. Joint
documents were completed to allow electronic units that meet the truck and bus SAE J 1939 specifications to
be used by agricultural and forestry equipment with minimal changes. This part of ISO 11783 is harmonized
[4]
with SAE J 1939/31 . General information on ISO 11783 is to be found in ISO 11783-1.
The purpose of ISO 11783 is to provide an open interconnected system for on-board electronic systems. It is
intended to enable electronic control units (ECUs) to communicate with each other, providing a standardized
system.
The International Organization for Standardization (ISO) draws attention to the fact that it is claimed that
compliance with this part of ISO 11783 may involve the use of a patent concerning the controller area network
(CAN) protocol referred to throughout the document.
ISO takes no position concerning the evidence, validity and scope of this patent.
The holder of this patent right has assured ISO that he is willing to negotiate licences under reasonable and
non-discriminatory terms and conditions with applicants throughout the world. In this respect, the statement of
the holder of this patent right is registered with ISO. Information may be obtained from:
Robert Bosch GmbH
Wernerstrasse 51
Postfach 30 02 20
D-70442 Stuttgart-Feuerbach
Germany
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this part of ISO 11783 may be the subject of
patent rights other than those identified above. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such
patent rights.

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 11783-4:2011(E)

Tractors and machinery for agriculture and forestry — Serial
control and communications data network —
Part 4:
Network layer
1 Scope
ISO 11783 as a whole specifies a serial data network for control and communications on forestry or
agricultural tractors and mounted, semi-mounted, towed or self-propelled implements. Its purpose is to
standardize the method and format of transfer of data between sensor, actuators, control elements and
information storage and display units, whether mounted on, or part of, the tractor or implement. This part of
ISO 11783 describes the network layer, which defines the requirements and services needed for
communication between control functions (CFs) in different segments of the ISO 11783 network. The various
types of network interconnection units are defined in this part of ISO 11783.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 11783-1, Tractors and machinery for agriculture and forestry — Serial control and communications data
network — Part 1: General standard for mobile data communication
ISO 11783-2, Tractors and machinery for agriculture and forestry — Serial control and communications data
network — Part 2: Physical layer
ISO 11783-3, Tractors and machinery for agriculture and forestry — Serial control and communications data
network — Part 3: Data link layer
ISO 11783-5, Tractors and machinery for agriculture and forestry — Serial control and communications data
network — Part 5: Network management
ISO 11783-7, Tractors and machinery for agriculture and forestry — Serial control and communications data
network — Part 7: Implement messages application layer
ISO 11783-9, Tractors and machinery for agriculture and forestry — Serial control and communications data
network — Part 9: Tractor ECU
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ISO 11783-4:2011(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11783-1 and the following apply.
3.1
address space
allowable range of addresses on a particular subnetwork
NOTE When an NIU separates network segments, the same address can be used by CFs on each side of the NIU.
3.2
connection
establishment of dynamic virtual addresses in an NIU (network interconnection unit) for sending and receiving
messages between CFs on different network segments that have different address spaces
3.3
network interconnection unit
NIU
electronic control unit (ECU) used for interconnecting networks or network segments
3.4
port
network segment interface to an NIU
NOTE An NIU has two or more ports connected to different network segments.
3.5
port pair
two ports of an NIU indicating the direction of data flow from one segment to another segment
3.6
transparent
CF which provides services to another CF without it being aware of the source of these services
NOTE The CFs need not be aware there is an NIU connecting the CFs together.
3.7
virtual CF
apparent CF established by an NIU on one network segment using the same NAME of the actual CF on a
different network segment
3.8
actual CF
CF established directly by an ECU on the network segment
4 Description
4.1 Role of the network interconnection unit (NIU)
4.1.1 Message transfer
4.1.1.1 General
When multiple segments exist in a network, the NIU provides the means of transferring messages from one
segment to another. The unit transfers individual message frames between two or more ports, of which there
is one per segment.
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ISO 11783-4:2011(E)
4.1.1.2 Message-transfer tasks
Depending on its type (see 4.2 and Clause 7), the NIU can perform one or more of the following
message-transfer tasks:
 forwarding (6.1);
 filtering (6.2);
 address translation (6.3);
 repackaging (6.4).
4.1.1.3 Main performance criteria
There are three main performance criteria for determining the suitability of an NIU for a given application:
a) maximum number of messages guaranteed to be forwarded per second: if this number is exceeded due
to average or peak bus loads, messages can be lost;
b) maximum number of messages guaranteed to be filtered per second: if this number is exceeded due to
the number of entries in the database, messages can be excessively delayed;
c) maximum transit delay: this is used to determine the worst-case latency for a message transmitted by one
CF and received by another CF on another bus segment.
4.1.2 Database management
The NIU can also support bridge and database management (6.6), enabling access to, and configuration of,
internal databases within the interconnection unit itself.
EXAMPLE Although a bridge separates two media segments and the message traffic on each, the network will still
be considered a single network in terms of its address space and identifiers, as a result of the communication made
possible by the interconnection unit.
4.1.3 Other network layer functions
Network interconnection units can perform other functions beyond those defined in this part of ISO 11783, as
provided by the supplier or as dictated by the network configuration. ISO 11783-1 provides examples of these
other functions.
4.2 Role of the network layer
The main role of the network layer is management of the transfer of messages between segments. The
network layer includes a number of different types of network interconnection units which, depending on the
functions required, can provide these services:
 the repeater forwards the messages (7.1);
 the bridge (7.2) filters messages and manages the message-filter database;
 the router (7.3) uses address translation to enable a network segment to appear as a single CF to other
parts of the network;
 the gateway (7.4) repackages parameters into different messages for easier transfer, reception and
interpretation by CFs;
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ISO 11783-4:2011(E)
 a special network interconnection unit, the tractor ECU, connects the implement and tractor buses on a
tractor or self-propelled implement (see Figure 1, 5.1.3 and ISO 11783-9).
As well as these message-transfer functions, the network layer provides access to, and allows configuration of
databases within, the NIU (4.1.2, 6.6 and ISO 11783-1).
NOTE The NIU can also participate in the address-claim procedure on behalf of CFs in a subnetwork (ISO 11783-5).
However, because the use of a router or gateway for interfacing with a proprietary subnetwork is application-dependent,
these NIUs are not defined in ISO 11783. Specific implementations can be developed by the component manufacturer,
subsystem supplier or the OEM (original equipment manufacturer).
Figure 1 illustrates the topology of a typical network in agriculture and forestry that uses serial control and
communications data NIUs. The maximum number of nodes per implement is specified in ISO 11783-2 and
the maximum apparent number of CFs on a segment is limited by addressing as specified in ISO 11783-5.
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ISO 11783-4:2011(E)
implement bus
breakaway connector
implement
network
terminator
virtual
implement
diagnostic
terminal
tractor network network
connector
tractor
ECU
engine
ECU
bus extension
ECU
connector
transmission
management
computer
gateway
brakes
P2 P1
tractor ECU
hitch
task controller
controller
implement
implement bus
(front or side
breakaway
mounted)
connector
implement bus
power Input
terminator
breakaway connector
implement
ISO 11783
(rear mounted
or other network
or towed)
ECU
implement
network
ECU
ECU
network
P1
P2
interconnection
unit
ECU
ECU
ECU
implement bus
implement
terminator
breakaway connector
network
implement
(rear mounted
or towed)
ECU P1
network
P2 P3
interconnection
terminator
ECU
unit
lighting
ISO 11783
controller
or other network
terminator
other standards
network

Figure 1 — Typical ISO 11783 network
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ISO 11783-4:2011(E)
5 Requirements
5.1 Network interconnection unit (NIU)
5.1.1 General requirements
The following apply.
a) The NIU shall provide guaranteed filtering and forwarding rates.
b) It shall not exceed the maximum transit-delay values.
c) In order to avoid excessive delays, the order in which a frame is received on one port and transmitted to
another shall follow its given priority.
d) The network interconnection unit shall forward messages having a higher priority before forwarding those
of a lower priority.
e) It shall forward the messages, according to their given priority, in the same order as they are received.
f) A simple first-in-first-out (FIFO) message queue shall not be used.
5.1.2 General recommendations
The following apply.
a) The NIU should provide the capability to read and modify the filter database.
b) The NIU should support database management by providing standard access for configuration of
message forwarding, filtering, address translation and repackaging, as they pertain to bridge, router or
gateway management, accordingly.
c) When in operation, the NIU should be transparent to any CF on the network.
5.1.3 Tractor ECU
There shall be a special type of NIU, the tractor ECU, located between the tractor's tractor network and
implement segments, which shall provide isolation and protect the tractor network segment. Similar to a
gateway, the tractor ECU represents the tractor to any other CF on the implement network (see Figure 1).
5.2 Network topology
The system network topology (6.7) shall be constructed so that there is only one path between CFs.
NOTE Although this part of ISO 11783 does not require that network loops be detected or duplicate messages be
prevented from being generated or replicated indefinitely, it is the responsibility of the OEM to ensure there are no loops in
the network. Redundant bus segments for fault tolerance can be used, but the provision of mechanisms for detecting,
selecting and automatically reconfiguring the message routing path is the responsibility of the NIU supplier.
5.3 Network addressing
The data link layer of the network (ISO 11783-3) provides for 256 source addresses. The theoretical number
of CF addresses permitted on the network is 254 when the null and global addresses are not used. The
electrical loading on the bus from each ECU can restrict the number of nodes connected to the network
(ISO 11783-2).
6 © ISO 2011 – All rights reserved

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ISO 11783-4:2011(E)
6 Network interconnection unit functions
6.1 Forwarding
An NIU transfers individual message frames between two or more ports (one port for each network segment).
The order of frames received on one port and transmitted on another shall be preserved for a given priority
level. An NIU shall forward all queued messages of a higher priority before those of a lower priority. Otherwise,
all messages being forwarded to a specific port could be excessively delayed. A simple FIFO queue shall not
be used to meet this requirement.
When an NIU forwards (7.1 Repeater and 7.2 Bridge) a message to another segment in the same address
space, it uses an address identical to that of the originator of the message. Ordinarily, this does not cause
arbitration problems, as the unit will not retransmit the message to the segment it originally came from and,
moreover, the addresses are unique on a given ISO 11783 network.
The sole exception is when an address-claim message is forwarded to a segment in which another CF is
simultaneously claiming the same address. In such a low-probability situation, the NIU should stop the
automatic retransmission sequence within the CAN protocol chip. Otherwise, the NIU will experience multiple
collisions and go “bus off”, thereby preventing other messages from being forwarded until the NIU is able to
recover from the bus off condition.
An NIU may begin to forward messages from one segment to another before the NIU has claimed an address
(i.e. it does not perform address translations) if it is simply acting as a repeater or bridge.
NOTE Until an NIU has completed a power up sequence and connected it to the network, the subnetwork and the
CFs connected to it cannot receive other messages.
6.2 Filtering
6.2.1 General
For the filtering function, messages sent with Transport Protocol, Extended Transport Protocol, Fast Packet,
or other message packeting mechanism, shall be handled according to the parameter group number (PGN) of
the contained message. If the PGN of the contained message is defined for the filter, the protocol handling
messages shall be processed according to the defined filter.
6.2.2 Block mode
In block filter mode (0), the NIU shall default to forwarding all messages (7.2). Bus utilization (traffic) can be
higher on each bus segment, but if it is within acceptable limits, the message filtering algorithm will be non-
existent. The filter database within the NIU can contain identifier entries (PGN values) for messages which
shall not be forwarded (blocked). This can be used to reduce the overall bus traffic on a given segment, and is
the preferred mode of operation for bridges conforming to ISO 11783. Filter database entries are typically
made during assembly or initial configuration and retained in non-volatile memory.
6.2.3 Pass mode
In pass filter mode (1), the NIU shall default to not forwarding messages (7.2). Then, in order for a message to
be forwarded, an entry shall exist with a specific identifier (PGN value) for that particular message. This mode
is best for ports on NIUs that link subnetworks performing specific functions. It requires prior knowledge of the
CFs and the functions of the whole network, or that the CFs be able to add entries to the filter database, in
which case the NIU can require more memory and processing power if it is to accommodate a large filter
database. Moreover, some entries within the database need to be permanent (i.e. configured to be always
present), so that corresponding messages are always forwarded across the whole network. Typical
applications are network management, diagnostics and global requests.
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ISO 11783-4:2011(E)
6.3 Address translation
An NIU can provide address translation for particular messages (7.3), permitting a single address to be used
for referencing a particular segment (implement) even without knowledge of a particular function address
(lighting) on the segment. For this, an address translation database shall exist in order to identify, through a
“look-up” table, the corresponding source address or destination address. The NIU is required to have a valid
claimed address before it can provide this service.
6.4 Message repackaging
An NIU can repackage messages (7.4) when transferring them from one segment to another. This provides a
potential reduction in bus traffic by improving the amount of useful parameters per message, while reducing
the number of different messages received by a particular CF. A message repackaging database or
processing routine should exist in order to determine how the messages are to be repackaged.
6.5 Network message
6.5.1 Network message PGN
The PGN for the network message is shown in Table 1.
Table 1 — Network message
Parameter group name Network
Definition Used to access NIU parametrics and databases
Transmission repetition rate Per user requirements, shall not exceed 5 times per second
Data length Variable
Extended data page 0
Data page 0
PDU format 237
PDU-specific field Destination address
Default priority 6
PGN 60672 (00ED00 )
16

The network message provides a means for
 accessing and configuring the database,
 accessing port addresses,
 accessing status and statistics within the network interconnection unit,
 opening and closing a connection between network segments.
When a request or command is made to a specific destination (i.e. it is not global), a response is required,
even if only an acknowledgement indicating that the particular function code is not supported or could not be
performed. After sending a request or command, the CFs shall wait for a response or the “no response”
timeout before sending another request or command (see ISO 11783-3). In the case of multi-packet PGNs,
several CAN data frames can occur as a result of a single request.
For variable length messages less than 8 bytes, fill unused bytes with FF . If more than 8 bytes are needed,
16
transport protocol shall be used (see ISO 11783-3).
8 © ISO 2011 – All rights reserved

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ISO 11783-4:2011(E)
6.5.2 Message function
The first byte in the data field of the network message is used to identify the function required to be acted
upon by the receiver of the message. Functions and their corresponding code are listed in Table 2.
Table 2 — Message function summary
Subclause Function
Definition Direction
number code
6.6.2.3.1 Request a copy of filter database CF to NIU 0
10
6.6.2.3.2 Response to a request for a copy of filter database NIU to CF 1
10
6.6.2.3.3 Add an entry to the filter database CF to NIU 2
10
6.6.2.3.4 Delete an entry from the filter database CF to NIU 3
10
6.6.2.3.5 Clear an entry from the filter database CF to NIU 4
10
Obsolete, not to be used N/A 5
10
6.6.2.3.6 Create a filter database entry CF to NIU 6
10
6.6.2.3.7 Request to add NAME qualified filter database entries CF to NIU 7
10
Reserved N/A 8 - 63
10 10
6.7.2.1 Request a list of source addresses CF to NIU 64
10
6.7.2.2 Response to a request for a source address list NIU to CF 65
10
6.7.2.3 Request a source address and NAME list CF to NIU 66
10
6.7.2.4 Response to a source address list and NAME request NIU to CF 67
10
Reserved N/A 68 - 127
10 10
6.8.3.1 Request NIU general parametrics CF to NIU 128
10
6.8.3.2 Response to a request for NIU general parametrics NIU to CF 129
10
6.8.3.3 Command to reset general statistic parameters CF to NIU 130
10
6.8.4.1 Request NIU-specific parametrics CF to NIU 131
10
6.8.4.2 Response to a request for NIU-specific parametrics NIU to CF 132
10
6.8.4.3 Command to reset specific statistic parameters CF to NIU 133
10
Reserved N/A 134 - 191
10 10
6.9.5.1 Request to open connection CF to NIU 192
10
6.9.5.2 Response to request to open connection NIU to CF 193
10
6.9.5.3 Request to close connection CF to NIU 194
10
6.9.5.4 Response to request to close connection NIU to CF 195
10
Reserved 196 - 255
10 10

6.5.3 Port numbers
6.5.3.1 General
A port number is represented by a nibble for each numbered port, as shown in Table 3.
© ISO 2011 – All rights reserved 9

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ISO 11783-4:2011(E)
Table 3 — Port numbers
Port number Definition
0 Local
1 to 14 Assignable
15 Global (all ports)

Port number 0 (local) is used to enable a CF to direct a message to and from an NIU when the number of the
connecting port is unknown. The message is directed to the “local” port which receives the message.
The port number 15 (global) is used to facilitate the directing of a message by a CF to an NIU without the CF
being required to know the number of ports of the NIU.
6.5.3.2 Port pair (from/to)
When required by the message function, the second byte of the network message is used to identify the
direction of messages between ports. The lower nibble (bits 3–0) of the byte identifies the “To” port and the
upper nibble (bits 7–4) identifies the “From” port.
If either of the po
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 11783-4
Deuxième édition
2011-12-01

Tracteurs et matériels agricoles et
forestiers — Réseaux de commande et de
communication de données en série —
Partie 4:
Couche réseau
Tractors and machinery for agriculture and forestry — Serial control and
communications data network —
Part 4: Network layer




Numéro de référence
ISO 11783-4:2011(F)
©
ISO 2011

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ISO 11783-4:2011(F)

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ISO 11783-4:2011(F)
Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . v
1  Domaine d'application . 1
2  Références normatives . 1
3  Termes et définitions . 2
4  Description . 3
4.1  Rôle de l'unité d'interconnexion réseau (UIR) . 3
4.2  Rôle de la couche réseau . 4
5  Exigences . 6
5.1  Unité d'interconnexion réseau (UIR) . 6
5.2  Topologie du réseau . 6
5.3  Adressage sur le réseau . 6
6  Fonctions de l'unité d'interconnexion réseau . 7
6.1  Transmission . 7
6.2  Filtrage . 7
6.3  Translation d'adresses . 8
6.4  Reconditionnement des messages . 8
6.5  Message réseau . 8
6.6  Gestion de base de données . 10
6.7  Informations sur la topologie du réseau (NT) . 15
6.8  Paramètres d'unité d'interconnexion réseau . 17
6.9  Transmettre des messages spécifiques à la destination en établissant une connexion . 24
7  Types d'unités d'interconnexion réseau . 31
7.1  Répéteur . 31
7.2  Pont . 31
7.3  Routeur . 32
7.4  Passerelle . 32
7.5  UCE du tracteur . 33
Bibliographie . 34

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ISO 11783-4:2011(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'ISO 11783-4 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 23, Tracteurs et matériels agricoles et forestiers,
sous-comité SC 19, Électronique en agriculture.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 11783-4:2001) qui a fait l'objet d'une
révision technique.
L'ISO 11783 comprend les parties suivantes présentées sous le titre général Tracteurs et matériels agricoles
et forestiers — Réseaux de commande et de communication de données en série:
 Partie 1: Système normalisé général pour les communications de données pour les équipements mobiles
 Partie 2: Couche physique
 Partie 3: Couche liaison de données
 Partie 4: Couche réseau
 Partie 5: Gestion du réseau
 Partie 6: Terminal virtuel
 Partie 7: Couche d'application de base
 Partie 8: Messages de gestion de la transmission (boîte de vitesses)
 Partie 9: Unité de commande électronique du tracteur
 Partie 10: Contrôleur de tâches et échange de données des systèmes d'information de gestion
 Partie 11: Dictionnaire d'éléments de données mobiles
 Partie 12: Services de diagnostic
 Partie 13: Serveur de fichiers
 Partie 14: Contrôle de séquences
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ISO 11783-4:2011(F)
Introduction
Les Parties 1 à 14 de l'ISO 11783 spécifient un système de communication, destiné aux matériels agricoles,
[1] [2] [3]
fondé sur l'ISO 11898-1 et l'ISO 11898-2 . Les documents SAE J 1939 , sur lesquels certaines parties de
l'ISO 11783 se fondent, ont été élaborés conjointement pour une utilisation dans des applications de camions
et de bus ainsi que pour des applications de construction et d'agriculture. Des documents communs ont été
élaborés pour permettre l'utilisation, par des matériels agricoles et forestiers, d'unités électroniques conformes
aux spécifications SAE J 1939 relatives aux camions et aux bus, sans que des modifications majeures soient
nécessaires. La présente partie de l'ISO 11783 est harmonisée par rapport aux spécifications
[4]
SAE J 1939/31 . Les informations d'ordre général concernant l'ISO 11783 se trouvent dans l'ISO 11783-1.
L'objectif de l'ISO 11783 est de proposer un système ouvert pour les systèmes électroniques embarqués
interconnectés. Elle vise à permettre la communication entre unités de commande électroniques, en
proposant un système normalisé.
L'Organisation internationale de normalisation (ISO) appelle l'attention sur le fait qu'il est déclaré que la
conformité avec les dispositions de la présente partie de l'ISO 11783 peut impliquer l'utilisation d'un brevet
concernant le protocole CAN («controller area network») auquel il est fait référence dans ce document.
L'ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à la portée de ces droits de propriété.
Le détenteur de ces droits de propriété a donné l'assurance à l'ISO qu'il consentait à négocier des licences
avec des demandeurs du monde entier, à des termes et conditions raisonnables et non discriminatoires. À ce
propos, la déclaration du détenteur des droits de propriété est enregistrée à l'ISO. Des informations peuvent
être demandées auprès de:
Robert Bosch GmbH
Wernerstrasse 51
Postfach 30 02 20
D-70442 Stuttgart-Feuerbach
Allemagne
L'attention est d'autre part appelée sur le fait que certains des éléments de la présente partie de l'ISO 11783
peuvent faire l'objet de droits de propriété autres que ceux qui ont été mentionnés ci-dessus. L'ISO ne saurait
être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.

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NORME INTERNATIONALE ISO 11783-4:2011(F)

Tracteurs et matériels agricoles et forestiers — Réseaux de
commande et de communication de données en série —
Partie 4:
Couche réseau
1 Domaine d'application
L'ensemble de l'ISO 11783 spécifie un réseau de données en série pour la commande et les communications
de tracteurs forestiers ou agricoles et les outils portés, semi-portés, traînés ou automoteurs. Elle vise à
normaliser la méthode et le format du transfert de données entre capteurs, actionneurs, dispositifs de
commande, unités de stockage et d'affichage de données, que ces éléments soient montés sur le tracteur ou
l'outil, ou qu'ils en soient un composant. La présente partie de l'ISO 11783 décrit la couche réseau, qui définit
les conditions requises et les services nécessaires à la communication entre fonctions de commande (FC) se
trouvant sur différents segments du réseau ISO 11783. Les différents types d'unités d'interconnexion réseau
sont définis dans la présente partie de l'ISO 11783.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 11783-1, Tracteurs et matériels agricoles et forestiers — Réseaux de commande et de communication de
données en série — Partie 1: Système normalisé général pour les communications de données pour les
équipements mobiles
ISO 11783-2, Tracteurs et matériels agricoles et forestiers — Réseaux de commande et de communication de
données en série — Partie 2: Couche physique
ISO 11783-3, Tracteurs et matériels agricoles et forestiers — Réseaux de commande et de communication de
données en série — Partie 3: Couche liaison de données
ISO 11783-5, Tracteurs et matériels agricoles et forestiers — Réseaux de commande et de communication de
données en série — Partie 5: Gestion du réseau
ISO 11783-7, Tracteurs et matériels agricoles et forestiers — Réseaux de commande et de communication de
données en série — Partie 7: Couche d'application de base
ISO 11783-9, Tracteurs et matériels agricoles et forestiers — Réseaux de commande et de communication de
données en série — Partie 9: Unité de commande électronique du tracteur
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ISO 11783-4:2011(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 11783-1 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
espace d'adressage
plage d'adresses autorisée sur un sous-réseau particulier
NOTE Lorsqu'une UIR sépare des segments de réseau, la même adresse peut être utilisée par les FC de chaque
côté de l'unité d'interconnexion réseau.
3.2
connexion
établissement d'adresses virtuelles dynamiques dans une UIR pour l'envoi et la réception de messages entre
FC sur différents segments de réseau ayant différents espaces d'adressage
3.3
UIR
unité d'interconnexion réseau
unité de commande électronique (UCE) permettant d'interconnecter des réseaux ou des segments de réseau
3.4
port
interface de segment de réseau avec une UIR
NOTE Une UIR a deux ports ou plus connectés à différents segments de réseau.
3.5
paire de ports
deux ports d'une UIR indiquant la direction du débit de données d'un segment à l'autre
3.6
transparent
FC qui fournit des services à une autre FC sans qu'elle ne soit informée de la source de ces services
NOTE Il n'est pas nécessaire que les FC soient informées de l'existence d'une UIR reliant les FC.
3.7
FC virtuelle
FC apparente établie par une UIR sur un segment de réseau utilisant le même nom que la FC réelle sur un
segment de réseau différent
3.8
FC réelle
FC établie directement par une UCE sur le segment de réseau
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4 Description
4.1 Rôle de l'unité d'interconnexion réseau (UIR)
4.1.1 Transfert de message
4.1.1.1 Généralités
Quand il existe plusieurs segments dans un réseau, l'UIR permet le transfert de messages d'un segment vers
un autre. L'unité transfère des trames de messages individuels entre deux ports ou plus. Il y a un port par
segment.
4.1.1.2 Tâches de transfert de message
Selon son type (voir 4.2 et Article 7), l'UIR peut assurer une ou plusieurs des tâches de transfert de message
suivantes:
 transmission (6.1);
 filtrage (6.2);
 translation d'adresses (6.3);
 reconditionnement (6.4).
4.1.1.3 Principaux critères de performance
Il existe trois critères de performance principaux pour déterminer l'adaptation d'une UIR à une application
donnée:
a) le nombre maximal de messages dont la transmission est garantie par seconde: si cette vitesse est
dépassée en raison des charges moyennes ou de crête du bus, des messages peuvent être perdus;
b) le nombre maximal de messages dont le filtrage est garanti par seconde: si cette vitesse est dépassée en
raison du nombre d'entrées dans la base de données, des messages peuvent prendre un retard excessif;
c) le délai de transit maximal: utilisé pour déterminer le temps d'attente, dans le cas le plus défavorable,
d'un message transmis par une FC et reçu par une autre FC sur un segment de bus différent.
4.1.2 Gestion de base de données
L'UIR peut également prendre en charge la gestion de ponts et de bases de données (6.6) afin de permettre
l'accès aux bases de données internes et leur configuration dans l'unité d'interconnexion.
EXEMPLE Bien qu'un pont isole deux segments de média et le trafic de messages sur chaque segment, le réseau
reste considéré comme un seul et même réseau, en termes d'espace d'adressage et d'identificateurs, grâce à la
communication rendue possible par l'unité d'interconnexion.
4.1.3 Autres fonctions de la couche réseau
Les unités d'interconnexion réseau peuvent exécuter d'autres fonctions, au-delà de celles définies dans la
présente partie de l'ISO 11783, telles qu'indiquées par le fournisseur ou telles que dictées par la configuration
du réseau. L'ISO 11783-1 donne des exemples de ces autres fonctions.
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4.2 Rôle de la couche réseau
Le rôle principal de la couche réseau est la gestion du transfert de messages entre les segments. La couche
réseau comporte un nombre de types différents d'unités d'interconnexion réseau qui, selon les fonctions
requises, peuvent fournir les services suivants:
 le répéteur transmet les messages (7.1);
 le pont (7.2) filtre les messages et gère la base de données de filtres de messages;
 le routeur (7.3) permet, par translation d'adresses, qu'un segment de réseau apparaisse sous la forme
d'une FC unique par rapport aux autres portions du réseau;
 la passerelle (7.4) reconditionne les paramètres en différents messages pour faciliter le transfert, la
réception et l'interprétation par les FC;
 une UIR particulière, l'UCE du tracteur, connecte le bus outil et le bus tracteur sur un tracteur ou sur un
équipement autotracté (voir la Figure 1, 5.1.3 et l'ISO 11783-9).
Outre ces fonctions de transfert de messages, la couche réseau donne accès aux bases de données et
permet la configuration de ces bases, au sein d'UIR (4.1.2, 6.6, et ISO 11783-1).
NOTE L'UIR peut aussi prendre part à la procédure de revendication d'adresses sur ordre des FC sur un
sous-réseau (ISO 11783-5). Toutefois, dans la mesure où l'utilisation d'un routeur ou d'une passerelle pour l'interface avec
un sous-réseau propriétaire dépend des applications employées, ces UIR n'ont pas été définies dans l'ISO 11783. Des
mises en œuvre spécifiques peuvent être développées par le constructeur de composants, le fournisseur de sous-
systèmes ou le constructeur OEM («original equipment manufacturer»).
La Figure 1 illustre la topologie d'un réseau type, dans les domaines agricole et forestier, utilisant des UIR de
commande et de communication de données en série. Le nombre maximal de nœuds par équipement est
spécifié dans l'ISO 11783-2 et le nombre apparent maximal de FC sur un segment est limité par adressage
comme spécifié dans l'ISO 11783-5.
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prise de déconnexion
du bus outil
réseau
circuit de
outil
terminaison
terminal
réseau
prise de
virtuel
réseau tracteur outil
diagnostic
tracteur
UCE
moteur
UCE
prise
UCE
d’extension
transmission du bus
passerelle avec
l’ordinateur de
gestion
freins
P2 UCE du P1
tracteur
contrôleur
contrôleur de
de tâches
relevage
outil (avant ou
prise de
monté sur le coté)
déconnexion
du bus outil
circuit de prise de déconnexion
alimentation de
du bus outil
terminaison
puissance
outil (monté à
ISO 11783
l’arrière ou
ou autre réseau
remorqué)
UCE
réseau
outil
UCE
UCE
P1
P2
UIR
UCE
UCE
UCE
circuit de réseau prise de déconnexion
outil
terminaison du bus outil
outil (monté à
l’arrière ou
remorqué)
UCE P1
P2 P3
UIR
circuit de
UCE
terminaison
commande
ISO 11783
d’éclairage
ou autre réseau
circuit de
autres réseaux
terminaison
normalisés

Figure 1 — Réseau type ISO 11783
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ISO 11783-4:2011(F)
5 Exigences
5.1 Unité d'interconnexion réseau (UIR)
5.1.1 Exigences générales
Les provisions suivantes s’appliquent.
a) L'UIR doit fournir une vitesse de filtrage et une vitesse de transmission garanties.
b) Elle ne doit pas excéder les valeurs de délai de transit maximales.
c) Afin d'éviter des retards excessifs, l'ordre des trames reçues sur un port et transmises sur un autre port
doit suivre sa priorité donnée.
d) L'UIR doit transmettre les messages possédant un haut degré de priorité avant ceux possédant un faible
degré de priorité.
e) Elle doit transmettre les messages, selon leur priorité donnée, dans l'ordre où ils sont reçus.
f) On ne doit pas recourir à une simple file d'attente de messages «premier entré, premier sorti» (FIFO).
5.1.2 Recommandations générales
Les provisions suivantes s’appliquent.
a) Il convient que l'UIR offre la possibilité de lire et de modifier la base de données de filtres.
b) Il convient que la fonction de gestion de base de données soit prise en charge pour permettre un accès
standard en vue de la configuration de transmission de messages, de filtrage, de translation d'adresses
et de reconditionnement de messages, ces différents aspects étant liés à la gestion du pont, du routeur
ou de la passerelle, selon le cas.
c) Une fois opérationnelle, il convient que l'UIR soit transparente pour toutes les FC sur le réseau.
5.1.3 UCE du tracteur
Un type spécifique d'UIR, l'UCE du tracteur, doit se trouver entre les segments de réseau et d'outil du tracteur
et doit isoler et protéger le segment de réseau du tracteur. Semblable à une passerelle, l'UCE du tracteur
représente le tracteur pour n'importe quelle autre FC sur le réseau outil (voir Figure 1).
5.2 Topologie du réseau
La topologie du réseau global (6.7) doit être bâtie de sorte qu'il n'existe qu'un seul chemin entre les FC.
NOTE Bien qu'aucune disposition spéciale ne soit requise, dans la présente partie de l'ISO 11783, pour qu'une UIR
détecte les boucles réseau ou empêche la génération ou la multiplication de messages dupliqués indéfiniment, il est de la
responsabilité du constructeur OEM de s'assurer qu'il n'y a pas de boucles dans le réseau. Des segments de bus
redondants peuvent être fournis dans un but de tolérance aux défauts, mais le mécanisme conçu pour détecter,
sélectionner et reconfigurer automatiquement la voie d'acheminement des messages est de la responsabilité du
fournisseur d'unités d'interconnexion réseau.
5.3 Adressage sur le réseau
La couche liaison de données (ISO 11783-3) prévoit 256 adresses sources. Le nombre théorique d'adresses
de FC autorisé sur le réseau est de 254 là où les adresses «null» et «global» ne sont pas utilisées. La charge
électrique imposée au bus par chaque UCE peut restreindre le nombre de nœuds connectés au réseau
(ISO 11783-2).
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ISO 11783-4:2011(F)
6 Fonctions de l'unité d'interconnexion réseau
6.1 Transmission
Une UIR transfère des trames de messages individuels entre deux ports ou plus (un port pour chaque
segment de réseau). L'ordre des trames reçues sur un port et transmises à un autre doit être préservé pour
un niveau de priorité donné. Une UIR doit transmettre tous les messages en file d'attente de haute priorité
avant ceux de basse priorité. Autrement, tous les messages transmis sur un port spécifique pourraient être
excessivement retardés. Une file d'attente FIFO simple ne doit pas être utilisée pour satisfaire à cette
exigence.
Quand une UIR transmet (7.1 Répéteur et 7.2 Pont) un message à un autre segment dans le même espace
d'adressage, elle utilise une adresse identique à celle qui est à l'origine du message. D'ordinaire, cela
n'engendre pas de problèmes d'arbitrage, car non seulement l'unité ne retransmet pas le message vers le
segment à l'origine du message, mais les adresses sont également uniques sur un réseau ISO 11783 donné.
La seule exception à cette situation survient quand un message de revendication d'adresse est transmis vers
un segment au niveau duquel une autre FC est en train de revendiquer simultanément la même adresse.
Dans ce cas peu probable, il convient que l'UIR arrête la séquence de retransmission automatique au sein de
la puce du protocole CAN. Sinon, l'UIR aura à subir des collisions multiples et des déconnexions du bus, ce
qui empêcherait la transmission d'autres messages, jusqu'à ce que l'UIR soit à même de redémarrer à partir
de la condition de déconnexion du bus.
Une UIR peut commencer à transmettre des messages d'un segment vers un autre avant que l'UIR n'ait
revendiqué une adresse si elle joue simplement le rôle d'un répéteur ou d'un pont (c'est-à-dire si elle
n'effectue pas de translation d'adresses).
NOTE Jusqu'à ce qu'une UIR ait terminé une séquence de mise sous tension et qu'elle se soit connectée au réseau,
le sous-réseau et les FC qui lui sont connectés ne peuvent pas recevoir d'autres messages.
6.2 Filtrage
6.2.1 Généralités
Pour la fonction de filtrage, les messages envoyés avec le protocole de transport, le protocole de transport
étendu, par paquets rapides ou tout autre mécanisme de mise en paquets des messages, doivent être traités
conformément au PGN («Parameter Group Number») du message contenu. Si le PGN du message contenu
est défini pour le filtre, le protocole qui permet de gérer les messages doit être traité conformément au filtre
défini.
6.2.2 Mode de filtrage de type blocage
Dans le mode de filtrage de type blocage (0), l'UIR doit transmettre par défaut tous les messages (7.2).
L'utilisation du bus (trafic) peut être plus élevée sur chaque segment du bus, mais si cela reste dans des
limites acceptables, l'algorithme de filtrage de messages ne sera pas exécuté. La base de données de filtres
à l'intérieur de l'UIR peut contenir des entrées correspondant aux identificateurs (valeurs PGN) des messages
qui ne doivent pas être transmis (bloqués). Cette méthode peut être employée pour réduire le trafic global sur
un segment donné du bus et il s'agit du mode de fonctionnement préférentiel pour les ponts ISO 11783. Les
entrées dans la base de données de filtres sont généralement faites au cours de l'assemblage ou de la
configuration initiale et sont conservées dans une mémoire non volatile.
6.2.3 Mode de filtrage de type passage
En mode de filtrage de type passage (1), l'UIR ne doit pas retransmettre de messages par défaut (7.2). Ainsi,
pour qu'un message soit retransmis, il doit exister une entrée avec un identificateur spécifique (valeur PGN)
pour ce type particulier de message. Ce mode de filtrage trouve son utilisation optimale dans le cas des ports
se trouvant sur des unités d'interconnexion réseau qui relient des sous-réseaux assurant une fonction
spécifique. Cela nécessite une connaissance préalable des FC et des fonctions présentes sur le réseau dans
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son intégralité ou bien nécessite de la part des FC la capacité d'ajouter des entrées dans la base de données
de filtres. Cette méthode peut requérir davantage de mémoire et de capacité de traitement au sein de l'UIR, si
elle doit contenir une base de données de filtres potentiellement importante. De plus, il est nécessaire que
certaines entrées de la base de données soient permanentes (c'est-à-dire configurées pour être toujours
présentes), de sorte que les messages correspondants soient toujours transmis sur l'intégralité du réseau.
Les applications types sont la gestion de réseau, les diagnostics et les requêtes globales.
6.3 Translation d'adresses
L'UIR peut permettre la translation d'adresses pour des messages particuliers (7.3). Cela permet le recours à
une adresse unique pour référencer un segment particulier (outil), même sans connaître l'adresse d'une
fonction particulière sur le segment (éclairage). Il doit exister alors une base de données de translations
d'adresses pour permettre d'identifier, au moyen d'une table de consultation, les adresses sources ou
destination correspondantes. Il est nécessaire que l'UIR ait revendiqué une adresse valide avant de pouvoir
offrir ce service de translation d'adresses.
6.4 Reconditionnement des messages
Une UIR peut reconditionner des messages (7.4) lors du transfert de messages d'un segment vers un autre.
Cela permet une réduction potentielle du trafic sur le bus, en augmentant la somme de paramètres utiles par
message et en minimisant le nombre de messages différents reçus par une FC spécifique. Il convient qu'il
existe une base de données de reconditionnement de messages ou une routine de traitement, en vue de
déterminer comment les messages doivent être reconditionnés.
6.5 Message réseau
6.5.1 PGN du message réseau
Le PGN du message réseau est indiqué dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Message réseau
Nom du groupe de paramètres Réseau
Définition Utilisé pour accéder aux paramètres et aux bases de données de l'UIR
Vitesse de répétition de la transmission Selon les exigences de l'utilisateur, ne doit pas dépasser 5 fois par seconde
Longueur des données Variable
Page de données étendue 0
Page de données 0
Format PDU 237
Champ spécifique PDU Adresse de destination
Priorité par défaut 6
PGN 60672 (00ED00 )
16

Le message réseau permet:
 d'accéder à la base de données et de la configurer;
 d'accéder aux adresses de port;
 d'accéder au statut et aux statistiques au sein de l'UIR; et
 d'ouvrir et de fermer une connexion entre les segments de réseau.
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ISO 11783-4:2011(F)
Une réponse est requise quand une requête ou une commande est émise vers une destination spécifique
(c'est-à-dire non globale), même s'il s'agit d'un accusé de réception indiquant que le code de fonction en
question n'est pas pris en charge ou n'a pas pu être mis en œuvre
...