La norme NMEA 2000, parfois abrégée en NMEA2k ou N2K est une spécification pour la communication entre équipements marins, dont les équipements GPS. Elle est définie et contrôlée par la National Marine Electronics Association (NMEA), association américaine de fabricants d'appareils électroniques maritimes, basée à Severna Park au Maryland (États-Unis d'Amérique). Elle vise à remplacer et succéder à la norme NMEA 0183. Elle est définie et contrôlée par la National Marine Electronics Association (NMEA).

La norme est propriétaire et payante. Toutefois, la plus grande partie du protocole a été récupérée grâce à des sources publiques et à l'utilisation de la rétro-ingénierie^[1].

Son bus de communication fonctionne en 250 kilobits par seconde et permet à chaque équipement compatible de communiquer.

D'un point de vue électrique, NMEA 2000 est compatible avec le Bus de données CAN (Controller Area Network), système série très répandu dans beaucoup d'industries, notamment l'automobile^{[2],[3],[4],[5],[6],[7]}. Le protocole de haut niveau est basé sur SAE J1939, adapté à l'environnement marin. Raymarine SeaTalk 2, Raymarine SeaTalk^NG, Simrad Simnet, and Furuno CAN sont des implementations propriétaires de NMEA 2000, et même si certains utilisent des connecteurs physiques hors du standard, tous sont électriquement compatibles et peuvent être raccordés.

Ce protocole est utilisé pour créer un réseau interconnecté d'appareils électronique marine. Tous les instruments compatibles NMEA 2000 sont connecté sur un câble central, nommé backbone (colonne vertébrale). C'est lui qui alimente chaque instrument en électricité et transporte les données entre chaque appareil du réseau. Cela permet à un terminal d'afficher plusieurs informations provenant de plusieurs capteurs. Cela permet aussi aux instruments d'interagir. NMEA 2000 est "plug and play" pour permettre à des appareils de constructeurs différents de communiquer.

Exemples d'équipements électroniques marine: récepteurs Système de positionnement par satellites GPS, pilote automatique, girouette, anémomètre, sondes de profondeur, instruments de navigation, capteurs moteur, et afficheurs de Carte marine (plotters). L'interconnectivité entre instruments du réseau permet, par exemple, au récepteur GPS de corriger un écart du pilote automatique.

Le standard NMEA 2000 a été défini et est controllé par National Marine Electronics Association NMEA, association basée aux USA. Bien que NMEA diffuse certaines informations du standard, elle a choisi de garder le copyright de la norme. Ce qui fait que le détail de celle-ci n'est pas publique. Par exemple, NMEA publie la liste des messages existants et les champs qu'ils contiennent, mais elle ne diffuse pas les valeurs contenues dans ces champs. Cependant, certains passionnés arrivent patiemment à comprendre et documenter la définition de ces PGN^[8].

La norme NMEA 2000 connecte des appareils par le Bus de données CAN issu de l'industrie automobile, basé sur le protocole SAE J1939, mais définit ses propres messages^[9],[10]. Les périphériques NMEA 2000 et les périphériques J1939 peuvent être amenés à coexister sur le même réseau physique^[11].

NMEA 2000 version (IEC 61162-3) peut être considérée comme successeur de la norme de bus série NMEA 0183 (IEC 61162-1)^[12]. Elle améliore de façon significative le taux de transfert (250k bits/seconde contre 4800 bits/seconde pour NMEA 0183). Elle utilise un format de message binaire plus compact, contrairement au protocole ASCII et série de NMEA 0183. Un autre progrès est que MNEA 2000 permet un réseau de données multi-émetteur multi-récepteur ordonnancé alors que NMEA 0183 ne permet qu'un mode série mono-émetteur, mono-récepteur (Simplexe).

Le réseau NMEA 2000, tout comme SAE J1939 dont il est issu, est organisé autour d'une topologie de bus physique, et n'a besoin que d'un terminateur de résistance 120 Ω à chaque extremité. (les résistances étant en parallèle, un bus correctment connecté a donc une résistance globale de 60Ω). La distance maximale entre équipements branchés sur le bus est six mètres. La longueur maximale totale du câble "backbone" est de 250 mètres avec un Mini cable, ou 100 mètres avec un Micro cable^[10].

Le seul câblage standard NMEA 2000 approuvé par NMEA est le standard DeviceNet, lequel est défini par l'Open DeviceNet Vendors Association. Ce type de câblage est le seul qui peut être estampillé "NMEA 2000 Approved". Ce standard DeviceNet définit le niveau de blindage, la taille des connecteurs, la résistance aux intempéries, et la flexibilité qui ne sont pas garantis pas des câblages vendus comme "NMEA 2000" compatible^[9],[10].

Il y a deux formats de câblage définis par le standard DeviceNet/NMEA 2000 : La taille de câble la plus grande est nommée "Mini" ou "épais" ("Thick"), et permet une alimentation électrique du réseau de 8 amperes. La plus petite taille de câble est nommée "Micro" (ou "Thin") et utilise le connecteur M12 à 5 broches spécifié par IEC 61076-2-101, elle permet une alimentation de 3 ampères maximum.

Le format "Mini" est initialement prévu pour des "backbone" (ou "trunk") sur des bateaux de grande taille (de 20 m de longueur ou plus), tandis que le format "Micro" est utilisé pour connecter les équipements sur le "backbone". Les réseaux sur des bateaux plus petits sont entièrement au format "Micro" (câble et connecteurs).

Un réseau NMEA 2000 n'est pas compatible électriquement avec un réseau NMEA 0183, un équipement intermédiaire est donc nécessaire pour permettre une interconnection et l'échanges de message entre les deux normes. Un adaptateur est aussi requis si les messages NMEA 2000 doivent être transmis vers/à partir d'un PC.

PGNs signifie 'parameter group numbers' (où 'numéro de groupe de paramètres') Conformément au protocole SAE J1939, les messages NMEA 2000 sont envoyés par paquet composés d'une entête (header) suivi (typiquement) de 8 bytes de données. L'entête d'un message contient l'équipement émetteur, l'équipement destinataire (possiblement tout le réseau), la priorité du message, et le PGN. Le PGN indique quel message est envoyé, et donc comment les bytes de données doivent être décodées pour être transformées en valeurs de chaque champ que le message contient^[9].

Les équipements doivent passer par un processus de vérification supervisé par NMEA afin de pouvoir arborer le logo et la mention "NMEA 2000 Certified". Ce processus de certification ne garantit pas le contenu des données, qui reste de la responsabilité des fabricants. Cependant, le processus de certification s'assure que les produits de différents fabricants échangent leurs données d'une façon compatible afin de coexister sur le réseau^[13].

De nombreux fabricants, comme Simrad, Raymarine, Stowe et BRP, ont leur propre réseau propriétaire compatibles ou analogues à NMEA 2000. Celui de Simrad's s'appelle SimNet, celui de Raymarine SeaTalk NG, celui de Stowe Dataline 2000 et celui de BRP's CZone. Certains d'entre eux, comme SimNet et Seatalk NG, sont des réseaux au standard NMEA 2000 mais avec des câbles et des connecteurs propriétaires; des adaptateurs existent pour les connecter au standard NMEA 2000, ou sinon il est possible de supprimer les connecteur et les brancher en direct^[14].

Le terme NMEA 2000 est une marque déposée par the National Marine Electronics Association. Les équipements qui ne sont pas estampillés NMEA 2000 Certified ne sont pas légalement autorisés à utiliser la marque NMEA 2000 dans leur communication.

Ci-dessous une liste de compagnies enregistrées auprès de NMEA et autorisés à fabriquer des produits certifiés NMEA 2000^[15] :

• Marine electronics
• GPS Exchange Format

Autres standards

• NMEA 0183
• NMEA OneNet, un futur standard basé sur Ethernet

Standards de sécurité utilisant NMEA 2000

• Automatic Identification System

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « NMEA 2000 » (voir la liste des auteurs).

• Official NMEA 2000 Web Page
• (en) « List of NMEA 2000 Certified Products », sur nmea.org (version du 4 septembre 2019 sur Internet Archive)
• (en) « NMEA 2000 Parameter Group Numbers and Brief Description », sur nmea.org (version du 26 mai 2009 sur Internet Archive)
• (en) « NMEA 2000 Parameter Group Descriptions (Messages) with (Longer) Field Description » [PDF], sur nmea.org (version du 4 mars 2016 sur Internet Archive)
• (en) « ODVA Planning and Installation Manual: DeviceNet Cable System - network wiring for DeviceNet networks, much of which applies to NMEA 2000 networks] » [PDF], sur odva.org (version du 27 septembre 2007 sur Internet Archive)
• (en) LA Luft, L. Anderson et F. Cassidy, « NMEA 2000: A Digital Interface for the 21st Century » [PDF], sur nmea.org (version du 8 décembre 2010 sur Internet Archive)

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