五个主流以太网技术比较

前言

对于局外人而言，工业以太网的存在很多让他们混淆的问题-而且并非孤立，即使那些专家有时候也被各种风起云涌的竞争系统所困扰,尽管制造商们提供了很多信息，描述他们的技术性能和特定的功能，并希望给出易于理解的解释，然而，用户仍然将发现他们无法从这里获得比较全面信息以支持他们进行这个方面的投入。

我们也的确经常会遇到这方面的需求－－寻求一个概要性的对于主流系统的评价：“在哪些方面存在差异？”，因此，我们觉得有必要出版一个专刊用来探讨这个话题，在创建这个话题时，我们试图去尽力保持客观与公正的角色，我们的综述聚焦于技术本身及其商业意义，也同时考虑了评估系统的战略要素－这主要是对那些考虑长期以太网设备投资安全性的决策者而言的。

我们的观点来源于与多个领域中的开发者及决策制定者的交流与探讨而获得，我们必须使得每个观点与结论都是经过验证的，除了这些努力之外，.我们希望这有助于您对它的认同，如果您对此有任何的评述和建议，请给我们发电子邮件或者电话，我们期望任何您对此概览的支持，并且我们欢迎任何有助于我们尽力客观公正的探讨。

系统的选择

这五个是基于技术、实时性、标准化状态及市场方面的战略考量，例如：是否一个用户组织在持续的进行着协议的开发？该协议是否遵循IEC标准，且是否系统满足硬件实时的需求？

实时性

IEEE802.3以太网中存在的用于解决数据碰撞的机制带来了数据传输的延迟，为了达到实时性能，工业以太网协议采用了不同的特定方法去避免这种碰撞，对于硬实时，信号传输时间必须精确的按照时间帧来进行，或者他们可以触发一个错误机制。循环时间达到数百个毫秒的系统应用对于软件实时是足够的，例如温度监控，而对于数字控制或运动控制应用经常需要其循环周期小于1mS。

市场渗透

选择工业以太网系统进行比较的另一个关键因素是其市场占有情况：IMS和ARC调研表明大约四分之三的工业以太网使用Ethernet/ IP，PROFINET，或Modbus/TCP。其次为POWERLINK和EtherCAT－这两个系统特别适合硬实时性要求。

以下描述中不考虑Modbus/TCP，因其用户组织ODVA已经表明它将被集成到EtherNet / IP网络中。 对于SERCOS III，尽管它的市场份额较小，但是，它在高速运动控制领域扮演着非常重要的角色。

系统如何工作

实时的不同方法

其中一个关键的区别在于不同的工业以太网如何调度并管理数据传输使得网络可以提供实时性，EtherCAT和SERCOS III的通信采用了集束帧方法：在每个周期，网络向所有的节点发送一个数据报文，从一个节点到另一个沿环形拓扑结构进行传输，同时采集每个节点的响应数据。相比之下，其他通信协议则使用独立报文给每个节点，而从站也通过独立报文进行应答。