工业以太网有何优势?工业以太网物理层介绍

现代生活中，工业以太网发挥的作用愈来愈重要。为增进大家对工业以太网的认识，本文将基于 3 方面介绍工业以太网：1．何为工业以太网物理层，2．工业以太网具有哪些优势，3．工业以太网两大方案介绍。如果你对工业以太网具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、工业以太网物理层

工业以太网 PHY 是一种物理层收发器器件，根据 OSI 网络模式收发以太网帧。在 OSI 模式中，以太网覆盖第 1 层（物理层）和第 2 层（数据链路层）的一部分，并由 IEEE802．3 标准定义。物理层指 定电信号类型、信号速度、介质和网络拓扑。它实施 1000BASE－T（1000 Mbps）、100BASE－TX（100 Mbps，铜缆）和 10BASE－T （10 Mb）标准的以太网物理层部分。

数据链路层指定如何通过介质进行通信，以及传输和接收消息的帧结构。这仅仅意味着位如何从电线上分离出来并进入位排列，以便从位流中提取数据。对于以太网，这称为介质访问控制（MAC），将集成至主机处理器或以太网交换机中。例如，fido5100 和 fido5200 这两款 ADI 嵌入式、双端口工业以太网嵌入式交换机，用于支持多协议、实时工业以太网设备连接的第 2 层连接。

二、工业以太网优势

（一）应用广泛

以太网是应用最广泛的计算机网络技术，几乎所有的编程语言如 Visual C＋＋、Java、VisualBasic 等都支持以太网的应用开发。

（二）通信速率高

目前，10、100 Mb／s 的快速以太网已开始广泛应用，1Gb／s 以太网技术也逐渐成熟，而传统的现场总线最高速率只有 12Mb／s（如西门子 Profibus－DP）。显然，以太网的速率要比传统现场总线要快的多，完全可以满足工业控制网络不断增长的带宽要求。（三）资源共享能力强

随着 Internet／ Intranet 的发展，以太网已渗透到各个角落，网络上的用户已解除了资源地理位置上的束缚，在联人互联网的任何一台计算机上就能浏览工业控制现场的数据，实现“控管一体化”，这是其他任何一种现场总线都无法比拟的。

（四）可持续发展潜力大

以太网的引人将为控制系统的后续发展提供可能性，用户在技术升级方面无需独自的研究投人，对于这一点，任何现有的现场总线技术都是无法比拟的。同时，机器人技术、智能技术的发展都要求通信网络具有更高的带宽和性能，通信协议有更高的灵活性，这些要求以太网都能很好地满足。

三、两大工业以太网方案

（一）平台导向的方案

平台导向方案最大的特点就是广泛适用性。他们以控制逻辑，常规控制，运动控制和安全的方案为主题。考虑到系统成本问题，还提供和传统网络的继承和融合的通道。这使得新系统的实施变得相当简易。

除此以外，软件也是体现此类解决方案广泛适用性的重要一面。当年工业以太网刚刚出现的时候，使得自动化供应商不能使用有差异的物理网络，每个人都必须在以太网平台上操作。然而，他们在更高层面上寻求差异化，尤其是在软件和协议方面。这些差异对最终用户来说是很有价值的。软件是一个里程碑。自动化工程软件、模块和仿真、工程资源再利用、管理变革、有效性成了终端用户最关心的问题。这些平台同时也包括诊断和管理软件、远程诊断和服务软件以及能够把过程信息和自动化诊断信息和企业管理系统如 EAM、ERP 相融合的产品。

真正使这些方案如此瞩目的是他们提出了大型制造企业在长期的运作中可能关心的所有问题。ARC 把 Ethernet，ModbusTCP 和 Profinet 归为平台方案这类。

（二）应用导向的方案

这种类型方案的广泛适用性较平台性的方案低。但从另一个角度看，他们在特定的领域内更加专注。大多数这类方案都关注与机器控制和运动控制，并力求超越现有的性能和极限。这些技术也包括设备诊断，软件方案和集成接口，但是他们的支持场上却关注与更细分的领域，而不是全部工厂生产系统。他们力求提升性能到更高层次并优化和提升机器等级和运动系统。ARC 把 EthernetCAT，EthernetPowerlink，FoundationFieldbusHSE 和 SERCOSIII 归为此类。

审核编辑 黄宇