|
|
发表于 2008-12-2
|
|阅读模式
以太网和工业以太网之间有哪些不同？
3 f/ e9 Y4 r' `) {以太网，尤其是工业以太网近来已成为制造业的热门词汇。它们虽然类似，却各有特点，各有优势。你搞清楚吗？
) a5 b& m& G0 }" b8 ]. f) [' @ J0 k3 O( [
何谓以太网？
7 p& s/ f3 w' ?% O
9 G& A9 H, R; y8 o& W* J4 B$ S7 w以太网最早出现于 1970 年代，之后按照 IEEE 802.3 实施了标准化。以太网是指符合 IEEE 802.3 标准的局域网 (LAN) 产品组。IEEE 802.3 是一组电气与电子工程师协会 (IEEE) 标准，用于定义有线以太网媒体访问控制的物理层和数据链路层。这些标准也说明子配置以太网网络的规则，以及各种网络元件如何彼此协作。' I6 |: Q; r( N' q
) y( e! \: r* k2 { |8 @& e: H1 S9 T% q
以太网支持多台计算机通过一个网络连接，没有它，现代社会采用的各种设备之间可能无法通信。以太网是一种全球化的电线电缆系统标准，这些电线电缆将多台计算机、设备、机器等通过企业的单个网络连接在一起，以便所有计算机彼此通信。以太网的雏形是一条电缆，它支持多台设备连接至同一网络。如今，以太网网络可根据需要扩展和覆盖新设备。以太网是目前全球最受欢迎、使用范围最广泛的网络技术。
/ U6 ]" x! N4 d4 u" g, S
: C$ @* ]. R, ?3 |' I) p. m5 O使用以太网时，数据流被分割成更短的数据块或帧，每个都包含特定的信息，例如数据的源和目的地。要按照需求通过网络发送和接收数据，这些数据是不可或缺的。- p' k ^( N( ]/ k0 Z
8 N. `! w3 i+ c" e1 x' g
E+ J, S* T$ Y. }0 Y* j
; H" I" ?/ y" H# O2 M0 V& S( |其他与以太网技术相关的术语包括：
% o4 g$ M8 {- n- v; Z' m7 H: x
* Y/ l h3 ~; o9 S介质：在现代以太网技术中，介质是指双绞线对或光缆，以太网设备通过连接它们来提供数据传输路径；
, f+ G7 ]& U( `! ?# B: w0 o3 ~$ ?6 P! _: R1 R
段：单个共享介质；
# D U) u* s5 m- W* w, U2 g$ _! F7 G0 l1 |
节点：连接段的设备。
, V% }9 N6 H7 q% N8 u+ Y
: p/ S- E2 t* V$ Y) W1 ~' ^# g3 _# H5 i E! _4 R) h: d
6 J$ L" D0 @% t: ^; ?标准以太网的数据传输速度在 10 Mbps 到 100 Mbps 之间。千兆以太网是IEEE 802.3标准中使用的一个术语，用于表示以 1 Gbps 的速度传输的以太网网速。千兆以太网最初一般用于主干网络传输，以及高性能或高容量服务器。但随着时间发展，它逐渐受到桌面连接设备和PC的支持。
* ^$ B2 r' D* J2 z' h
6 R. p2 O; Q- \0 d, h2 m/ m6 d2 C, F: Q, Q. `) j$ X4 H
# f# w0 \2 P7 m0 \
关于以太网的其他信息
" |2 x' f" X Y6 @7 `, b+ {* R2 B& @" i- P4 ^- @
以太网和Wi-Fi是两个不同的概念——以太网使用线缆来连接计算机和设备，计算机杂志如此表述。几乎提到的所有网络或 LAN 连接都是指以太网。
5 N& F7 e# d# B* W- t- m' f: d5 E' n! A8 g/ {# ]) _/ \8 n
/ w Y7 V. a% D( p/ v
, K b5 \5 _+ d0 Y4 M3 s X3 m
P- H- g+ }3 Z# w0 Z
何谓工业以太网？& l3 _/ _, ?! {1 ~( @
& o: }( T. x$ p% g工业以太网如同其名，指的是应用于工业配置的以太网，它们通常需要更稳定可靠的连接器、电缆，以及更高的确定性，后者最为重要。为了获得更高的确定性，工业以太网在使用以太网时，会使用专用协议。目前较受欢迎的工业以太网协议包括：PROFINET®、EtherNet/IP®、EtherCAT®、SERCOS III 以及 POWERLINK®。' j- D: V t( l8 G
: @7 T. }- [) a9 J
使用工业以太网时，数据传输速率为 10 Mbps 至 1 Gbps。但是，工业以太网应用最常使用 100 Mbps 的速度。
; [7 F/ i0 g7 |/ J! U7 O g+ Q# X6 P
9 h s+ S1 Z" \
5 j* f- |( p" o1 `1 F
3 r% H& b9 Q$ v: J: Q
% ^ H% p6 V" L: j5 n& j o) R
图2. 相较于办公以太网系统，工业以太网需要进行更多考量。工厂车间中的制造设备会受到不同温度、振动以及其他潜在的干扰噪声的影响。; l. O& v% H& O
+ F- d4 I! _& Y0 L+ P; E1 b7 w; e, i: J. S3 x8 F/ ?
+ U' {- B9 \4 G0 p9 z工作原理
9 F2 \, W% R8 z1 T2 _, L0 a. z2 s5 S) ?" k& a9 y9 E
工业以太网协议（例如 PROFINET 和 EtherCAT ）会修改标准以太网的协议，以确保不但能正确发送和接收特定的制造数据，还能在需要执行特定操作时，准时发送和接收数据。以使用工业以太网自动化技术的瓶子灌装厂为例，它能通过网络发送灌装数据，以确保按计划完成灌装。据 Real Time Automation 公司称，瓶子装满时，会通过网络发送停止灌装命令。/ o. a$ r: X o; r' ^! L
1 P ~: Z) I1 [. t) e
" ?$ o2 u$ i. c, u, t8 C) J0 o
( ]1 l1 y A9 A4 ]' Q) [7 f+ d' B( w3 C图1. 工业设置中需要采用这种先进技术，以确保能够正确发送和接收特定的制造数据。以瓶子灌装厂为例，工业以太网自动化技术支持通过网络发送灌装数据，以确保按计划完成灌装。2 ?: Q) Z* [: X* Y
a# d. B+ H- Q它表示，对于办公以太网设置，这种消息就不会如此至关重要。网页丢失时，用户只需要点击刷新按钮就可以了。但是对于工厂，一个小问题就可能演变成大灾难—公司根本等不及有人找到问题，然后手动按下按钮。而工业以太网自动化网络可以检测灌装过程中的错误，并自动停止灌装流程，防止造成时间、产品和资金损失。# H( O7 @- u/ [" e0 B9 A G
: s# ?9 ~6 l9 h% a/ p
6 w% V2 O4 {8 F3 b5 O# h3 b2 T
& u/ i! F; n) V7 V- s5 U* X |) h7 m& P6 j% w* e
二者之间的其他差别: F4 y, [$ R& x5 d4 u3 d, w* e0 p4 K
* E! U& m3 O. T
Real Time Automation公司表示，以太网一般更多地用于办公环境，而非工业环境中。办公以太网主要针对基础层次的使用，而工业以太网则可能用于多种层次，以及任务更加繁重的环境。0 U) Q; D, |7 {2 c6 P/ L
# v! \+ l: Q V; c, R. H
2 r* I% [# Q4 m2 x3 e! g工业以太网更适合用于解决工厂噪声问题，满足工厂工艺需求，应对更加严苛的环境，甚至更好地应对工厂内的数据冲突问题。
. k" T2 Z( l3 x5 w" H" o( W+ J+ g. y p5 d$ ? {
+ u, Z/ x1 f$ }* P8 }: Z8 h* v3 A8 U
工业以太网技术采用的线路和连接器也跟传统的不同。例如，Real Time Automation公司表示，工业配置中使用的连接器并非是基本的咬合锁定类型。因为环境更加严苛，所以需要更加坚固的锁定类型。重负荷应用也经常需要使用密封式连接器。
# Y% d6 r) v$ B+ Y$ W8 r2 T& V+ v0 E* o ^; N$ R
. l% D. n7 l, M+ T9 f
* k6 p' K! l7 A. G! D
此外，商用或办公以太网和工业以太网采用的线缆也不同。比起常规的以太网电缆，轻型工业电缆的护套质量可能更好。此外，正如所预期的，重负荷电缆的护套及其使用的金属也能提升品质，让它更加耐用。
9 @6 E. j8 b% o8 a/ n2 v
( \* r3 q, h6 }: y" J" _6 s& d+ f/ S8 z% D/ W2 @% h
- ~/ f( F* h! t
在定义工业以太网和以太网相区分时，确定性是一个重要因素。标准以太网本身不具有确定性，但工业环境需要确定性。它们需要在特定时间发送和接收数据包，且它们需要保证数据每一次都成功发送。这是因为在工业配置中，设备之间的数据丢失或数据延迟都会造成灾难性后果—例如，生产流程中的重大问题。公司在选择部署哪种类型的以太网时，这种实时信息传输通常会起到相当大的决定作用。公司需要评估自身的特定需求，然后确定适合其组织使用的以太网解决方案。 |
|
