【導讀】以太網(wǎng)，尤其是工業(yè)以太網(wǎng)近來(lái)已成為制造業(yè)的熱門(mén)詞匯。它們雖然類(lèi)似，卻各有特點(diǎn)，各有優(yōu)勢。你搞清楚嗎？
何謂以太網(wǎng)？
以太網(wǎng)最早出現于 1970 年代，之后按照 IEEE 802.3 實(shí)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(huì ) (IEEE) 標準，用于定義有線(xiàn)以太網(wǎng)媒體訪(fǎng)問(wèn)控制的物理層和數據鏈路層。這些標準也說(shuō)明子配置以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )的規則，以及各種網(wǎng)絡(luò )元件如何彼此協(xié)作。
以太網(wǎng)支持多臺計算機通過(guò)一個(gè)網(wǎng)絡(luò )連接，沒(méi)有它，現代社會(huì )采用的各種設備之間可能無(wú)法通信。以太網(wǎng)是一種全球化的電線(xiàn)電纜系統標準，這些電線(xiàn)電纜將多臺計算機、設備、機器等通過(guò)企業(yè)的單個(gè)網(wǎng)絡(luò )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(luò )。如今，以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )可根據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(luò )技術(shù)。
使用以太網(wǎng)時(shí)，數據流被分割成更短的數據塊或幀，每個(gè)都包含特定的信息，例如數據的源和目的地。要按照需求通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送和接收數據，這些數據是不可或缺的。
其他與以太網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的術(shù)語(yǔ)包括：
● 介質(zhì)：在現代以太網(wǎng)技術(shù)中，介質(zhì)是指雙絞線(xiàn)對或光纜，以太網(wǎng)設備通過(guò)連接它們來(lái)提供數據傳輸路徑；
● 段：?jiǎn)蝹€(gè)共享介質(zhì)；
● 節點(diǎn)：連接段的設備。
標準以太網(wǎng)的數據傳輸速度在 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(gè)術(shù)語(yǔ)，用于表示以 1 Gbps 的速度傳輸的以太網(wǎng)網(wǎng)速。千兆以太網(wǎng)最初一般用于主干網(wǎng)絡(luò )傳輸，以及高性能或高容量服務(wù)器。但隨著(zhù)時(shí)間發(fā)展，它逐漸受到桌面連接設備和PC的支持。
關(guān)于以太網(wǎng)的其他信息
以太網(wǎng)和Wi-Fi是兩個(gè)不同的概念——以太網(wǎng)使用線(xiàn)纜來(lái)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(luò )或 LAN 連接都是指以太網(wǎng)。
何謂工業(yè)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(shí)，會(huì )使用專(zhuān)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(shí)，數據傳輸速率為 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，工業(yè)以太網(wǎng)需要進(jìn)行更多考量。工廠(chǎng)車(chē)間中的制造設備會(huì )受到不同溫度、振動(dòng)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(huì )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據，還能在需要執行特定操作時(shí)，準時(shí)發(fā)送和接收數據。以使用工業(yè)以太網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的瓶子灌裝廠(chǎng)為例，它能通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送灌裝數據，以確保按計劃完成灌裝。據 Real Time Automation 公司稱(chēng)，瓶子裝滿(mǎn)時(shí)，會(huì )通過(guò)網(wǎng)絡(luò )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(jìn)技術(shù)，以確保能夠正確發(fā)送和接收特定的制造數據。以瓶子灌裝廠(chǎng)為例，工業(yè)以太網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)支持通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送灌裝數據，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(huì )如此至關(guān)重要。網(wǎng)頁(yè)丟失時(shí)，用戶(hù)只需要點(diǎn)擊刷新按鈕就可以了。但是對于工廠(chǎng)，一個(gè)小問(wèn)題就可能演變成大災難—公司根本等不及有人找到問(wèn)題，然后手動(dòng)按下按鈕。而工業(yè)以太網(wǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )可以檢測灌裝過(guò)程中的錯誤，并自動(dòng)停止灌裝流程，防止造成時(shí)間、產(chǎn)品和資金損失。
二者之間的其他差別
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(wù)更加繁重的環(huán)境。
工業(yè)以太網(wǎng)更適合用于解決工廠(chǎng)噪聲問(wèn)題，滿(mǎn)足工廠(chǎng)工藝需求，應對更加嚴苛的環(huán)境，甚至更好地應對工廠(chǎng)內的數據沖突問(wèn)題。
工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)采用的線(xiàn)路和連接器也跟傳統的不同。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(lèi)型。因為環(huán)境更加嚴苛，所以需要更加堅固的鎖定類(lèi)型。重負荷應用也經(jīng)常需要使用密封式連接器。
此外，商用或辦公以太網(wǎng)和工業(yè)以太網(wǎng)采用的線(xiàn)纜也不同。比起常規的以太網(wǎng)電纜，輕型工業(yè)電纜的護套質(zhì)量可能更好。此外，正如所預期的，重負荷電纜的護套及其使用的金屬也能提升品質(zhì)，讓它更加耐用。
在定義工業(yè)以太網(wǎng)和以太網(wǎng)相區分時(shí)，確定性是一個(gè)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(shí)間發(fā)送和接收數據包，且它們需要保證數據每一次都成功發(fā)送。這是因為在工業(yè)配置中，設備之間的數據丟失或數據延遲都會(huì )造成災難性后果—例如，生產(chǎn)流程中的重大問(wèn)題。公司在選擇部署哪種類(lèi)型的以太網(wǎng)時(shí)，這種實(shí)時(shí)信息傳輸通常會(huì )起到相當大的決定作用。公司需要評估自身的特定需求，然后確定適合其組織使用的以太網(wǎng)解決方案。
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