La natura imprevedibile del timing di Ethernet TCP/IP è stato a lungo uno svantaggio per molte applicazioni di rete industriale, in particolare quelli con requisiti stringenti funzionalità in tempo reale. Eppure, come il costo complessivo vs beneficio delle prestazioni è migliorata nel tempo, gli utenti industriali hanno sviluppato metodi per superare le carenze evidenti.
In totale, ci sono attualmente circa trenta Ethernet industriale sistemi in uso in tutto il mondo, ma quelli più significativi per il mercato nord americano sono:
Ethernet/IP
Modbus/TCP
EtherCAT ®
Ethernet Powerlink
PROFINET
Tutti questi protocolli sono stati sviluppati con le sfide del controllo in tempo reale in mente (tempi di ciclo costante, bassa latenza, basso jitter), in particolare la progettazione delle misure preventive per evitare collisioni di dati, e si avvicina la soluzione in diversi modi.
L'unica differenza apparente per il protocollo TCP/IP Ethernet standard è l'implementazione di ulteriori moduli di scambio dati Real Time che gestiscono la comunicazione in tempo reale nel luogo o in cima a TCP/IP/UDP.
Ancora, tutti i protocolli di continuano il supporto per Ethernet (IEEE 802.3) fisico e livelli di dati e TCP/IP/UDP, quindi fornendo un'interfaccia per reti a livello di informazioni standard.
Protocolli come Ethernet/IP e Modbus/TCP sembrano essere i più vulnerabili quando si tratta di difficile controllo in tempo reale, perché hanno ereditato tutte le caratteristiche che rendono Ethernet TCP/IP non deterministico. Mentre la questione CSMA/CD (tempi di ritardo casuale dopo aver arbitrato bus) possono essere soppressi in modo significativo attraverso l'utilizzo di switch Ethernet, questi protocolli ancora avere a che fare con il jitter aggiuntivo causato da UDP e IP. Senza considerazioni di un'attenta progettazione, saranno discutibili di difficile controllo in tempo reale, in particolare per applicazioni di controllo di movimento veloce.
Ethernet Powerlink elude il problema CSMA/CD molto elegantemente attraverso bypassando gli strati TCP/IP/UDP quando si tratta di comunicazione in tempo reale. Ethernet Powerlink utilizza fette di tempo dedicato e altamente deterministico assegnate a ciascun nodo della rete. Il risultato è che un solo nodo trasmette i dati al bus durante la sua fetta di tempo dedicato, mentre tutti gli altri nodi in attesa per il loro turno. Questo metodo impedisce efficacemente qualsiasi collisione messaggio e così elimina i tempi di sosta casuale. Ovviamente, l'esclusione di TCP/IP/UDP elimina anche il jitter IP/UDP.
EtherCAT ®, tuttavia, si avvicinò il problema CSMA/CD mediante l'eliminazione esso interamente a livello fisico, che, di conseguenza tutti, richiede l'utilizzo di un hardware dedicato. Mentre un EtherCAT Master ® sistema richiede solo una normale interfaccia di rete Ethernet, ogni dispositivo Slave EtherCAT ® richiede un controller dedicato. EtherCAT ® utilizza ancora Ethernet come il livello fisico, ma i messaggi di Ethernet sono passati da nodo a nodo (daisy-chain), così eliminando la necessità per l'arbitrato, autobus per CSMA/CD.
PROFINET, rispetto a tutti gli altri protocolli introdotti qui, ha subito una transizione attraverso tutti gli scenari descritti in precedenza: Profinet V1 (CBA) utilizza il TCP/IP Ethernet standard, Profinet V2 (RT) bypassa gli strati TCP/IP/UDP, mentre Profinet V3 (IRT) utilizza un controller Ethernet dedicato.