以太網(wǎng)，尤其是工業(yè)以太網(wǎng)近來已成為制造業(yè)的熱門詞匯。推薦查看我們近期的分享工業(yè)以太網(wǎng)三部曲

它們雖然類似，卻各有特點，各有優(yōu)勢。今天我們就來說說以太網(wǎng)和工業(yè)以太網(wǎng)，并比較它們二者之間的不同。

以太網(wǎng)最早出現(xiàn)于 1970 年代，之后按照 IEEE 802.3 實施了標準化。以太網(wǎng)是指符合 IEEE 802.3 標準的局域網(wǎng) (LAN) 產(chǎn)品組。IEEE 802.3 是一組電氣與電子工程師協(xié)會 (IEEE) 標準，用于定義有線以太網(wǎng)媒體訪問控制的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。這些標準也說明子配置以太網(wǎng)網(wǎng)絡的規(guī)則，以及各種網(wǎng)絡元件如何彼此協(xié)作。

以太網(wǎng)支持多臺計算機通過一個網(wǎng)絡連接，沒有它，現(xiàn)代社會采用的各種設備之間可能無法通信。以太網(wǎng)是一種全球化的電線電纜系統(tǒng)標準，這些電線電纜將多臺計算機、設備、機器等通過企業(yè)的單個網(wǎng)絡連接在一起，以便所有計算機彼此通信。以太網(wǎng)的雛形是一條電纜，它支持多臺設備連接至同一網(wǎng)絡。如今，以太網(wǎng)網(wǎng)絡可根據(jù)需要擴展和覆蓋新設備。以太網(wǎng)是目前全球最受歡迎、使用范圍最廣泛的網(wǎng)絡技術。

使用以太網(wǎng)時，數(shù)據(jù)流被分割成更短的數(shù)據(jù)塊或幀，每個都包含特定的信息，例如數(shù)據(jù)的源和目的地。要按照需求通過網(wǎng)絡發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是不可或缺的。

其他與以太網(wǎng)技術相關的術語包括：

• 介質(zhì)：在現(xiàn)代以太網(wǎng)技術中，介質(zhì)是指雙絞線對或光纜，以太網(wǎng)設備通過連接它們來提供數(shù)據(jù)傳輸路徑；

• 段：單個共享介質(zhì)；

• 節(jié)點：連接段的設備。

標準以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速度在 10 Mbps 到 100 Mbps 之間。千兆以太網(wǎng)是IEEE 802.3標準中使用的一個術語，用于表示以 1 Gbps 的速度傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)網(wǎng)速。千兆以太網(wǎng)最初一般用于主干網(wǎng)絡傳輸，以及高性能或高容量服務器。但隨著時間發(fā)展，它逐漸受到桌面連接設備和PC的支持。

關于以太網(wǎng)的其他信息

以太網(wǎng)和Wi-Fi是兩個不同的概念——以太網(wǎng)使用線纜來連接計算機和設備，計算機雜志如此表述。幾乎提到的所有網(wǎng)絡或 LAN 連接都是指以太網(wǎng)。

工業(yè)以太網(wǎng)如同其名，指的是應用于工業(yè)配置的以太網(wǎng)，它們通常需要更穩(wěn)定可靠的連接器、電纜，以及更高的確定性，后者最為重要。為了獲得更高的確定性，工業(yè)以太網(wǎng)在使用以太網(wǎng)時，會使用專用協(xié)議。目前較受歡迎的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議包括：PROFINET^?、EtherNet/IP^?、EtherCAT^?、SERCOS III 以及 POWERLINK^?。

使用工業(yè)以太網(wǎng)時，數(shù)據(jù)傳輸速率為 10 Mbps 至 1 Gbps。但是，工業(yè)以太網(wǎng)應用最常使用 100 Mbps 的速度。

圖1. 相較于辦公以太網(wǎng)系統(tǒng)，工業(yè)以太網(wǎng)需要進行更多考量。工廠車間中的制造設備會受到不同溫度、振動以及其他潛在的干擾噪聲的影響。

工作原理

工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議（例如 PROFINET 和 EtherCAT ）會修改標準以太網(wǎng)的協(xié)議，以確保不但能正確發(fā)送和接收特定的制造數(shù)據(jù)，還能在需要執(zhí)行特定操作時，準時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。以使用工業(yè)以太網(wǎng)自動化技術的瓶子灌裝廠為例，它能通過網(wǎng)絡發(fā)送灌裝數(shù)據(jù)，以確保按計劃完成灌裝。據(jù) Real Time Automation 公司稱，瓶子裝滿時，會通過網(wǎng)絡發(fā)送停止灌裝命令。

圖2. 工業(yè)設置中需要采用這種先進技術，以確保能夠正確發(fā)送和接收特定的制造數(shù)據(jù)。以瓶子灌裝廠為例，工業(yè)以太網(wǎng)自動化技術支持通過網(wǎng)絡發(fā)送灌裝數(shù)據(jù)，以確保按計劃完成灌裝。

它表示，對于辦公以太網(wǎng)設置，這種消息就不會如此至關重要。網(wǎng)頁丟失時，用戶只需要點擊刷新按鈕就可以了。但是對于工廠，一個小問題就可能演變成大災難—公司根本等不及有人找到問題，然后手動按下按鈕。而工業(yè)以太網(wǎng)自動化網(wǎng)絡可以檢測灌裝過程中的錯誤，并自動停止灌裝流程，防止造成時間、產(chǎn)品和資金損失。

Real Time Automation公司表示，以太網(wǎng)一般更多地用于辦公環(huán)境，而非工業(yè)環(huán)境中。辦公以太網(wǎng)主要針對基礎層次的使用，而工業(yè)以太網(wǎng)則可能用于多種層次，以及任務更加繁重的環(huán)境。

業(yè)以太網(wǎng)更適合用于解決工廠噪聲問題，滿足工廠工藝需 求，應對更加嚴苛的環(huán)境，甚至更好地應對工廠內(nèi)的數(shù)據(jù)沖突 問題。

工業(yè)以太網(wǎng)技術采用的線路和連接器也跟傳統(tǒng)的不同。例如， Real Time Automation 公司表示，工業(yè)配置中使用的連接器并非是基本的咬合鎖定類型。因為環(huán)境更加嚴苛，所以需要更加堅固的鎖定類型。重負荷應用也經(jīng)常需要使用密封式連接器。

在定義工業(yè)以太網(wǎng)和以太網(wǎng)相區(qū)分時，確定性是一個重要因素。標準以太網(wǎng)本身不具有確定性，但工業(yè)環(huán)境需要確定性。它們需要在特定時間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包，且它們需要保證 數(shù)據(jù)每一次都成功發(fā)送。這是因為在工業(yè)配置中，設備之間的數(shù)據(jù)丟失或數(shù)據(jù)延遲都會造成災難性后果——例如，生產(chǎn)流程中的重大問題。公司在選擇部署哪種類型的以太網(wǎng)時，這種實時信息傳輸通常會起到相當大的決定作用。公司需要評估自身的特定需求，然后確定最適合其組織使用的以太網(wǎng)解決方案。