A natureza imprevisível do sincronismo do Ethernet TCP/IP tem sido um inconveniente para muitas aplicações de rede industrial, especificamente aqueles com requisitos rigorosos de capacidade em tempo real. Ainda, como o custo total versus benefício desempenho melhorou ao longo do tempo, os utilizadores industriais desenvolveram métodos para superar as deficiências aparentes.
No total, existem atualmente sobre trinta Ethernet Industrial sistemas em uso em todo o mundo, mas aqueles mais significativos para o mercado americano do Norte são:
Ethernet/IP
Modbus/TCP
EtherCAT ®
Ethernet Powerlink
PROFINET
Todos estes protocolos têm sido desenvolvidos com os desafios de controle em tempo real na mente (tempos de ciclo constante, baixa latência, jitter baixo), especificamente a concepção de medidas preventivas para evitar colisões de dados, e eles se aproximaram da solução de maneiras diferentes.
A única diferença aparente para o protocolo Ethernet TCP/IP padrão é a implementação de módulos adicionais de troca de dados em tempo Real que gerenciam a comunicação em tempo real no lugar ou em cima de TCP/IP/UDP.
Ainda assim, todos os protocolos continuam TCP/IP/UDP, portanto, fornecendo uma interface para redes de informação-nível padrão e camadas de dados e suporte para a Ethernet (IEEE 802.3) física.
Protocolos tais como Ethernet/IP e Modbus/TCP parecem ser os mais vulneráveis quando se trata de difícil controle em tempo real, porque herdaram todas as características que processam Ethernet TCP/IP não-determinística. Enquanto a questão do CSMA/CD (tempos de atraso aleatório após a arbitragem de barramento) podem ser suprimidos significativamente com o uso de switches Ethernet, estes protocolos ainda tem que lidar com o jitter adicional causado por UDP e IP. Sem considerações de design cuidado, vão ser questionáveis de difícil controle em tempo real, especificamente para aplicações de controle de movimento rápido.
Ethernet Powerlink contorna o problema do CSMA/CD muito elegantemente através de ignorando as camadas TCP/IP/UDP, quando se trata de comunicação em tempo real. Ethernet Powerlink utiliza fatias dedicados e altamente determinístico de tempo atribuídas a cada nó na rede. O resultado é que apenas um nó transmite os dados para o ônibus durante sua fatia de tempo dedicado, enquanto todos os outros nós esperem pela sua vez. Esse método impede eficazmente qualquer colisão de mensagem e assim elimina Habitai aleatória vezes. Obviamente, o ignorando de TCP/IP/UDP também elimina a tremulação IP/UDP.
EtherCAT ®, no entanto, abordou o problema do CSMA/CD por eliminá-la inteiramente a nível físico, que, em consequência de todos, requer o uso de um hardware dedicado. Enquanto um EtherCAT ® Master sistema requer somente uma interface de rede Ethernet regular, cada dispositivo EtherCAT ® escravo requer um controlador dedicado. EtherCAT ® ainda usa Ethernet como a camada física, mas as mensagens de Ethernet são passadas de um nó para o nó (cascata), assim eliminando a necessidade de arbitragem de barramento por CSMA/CD.
PROFINET, em comparação com todos os outros protocolos apresentados aqui, passou por uma transição através de todos os cenários descritos anteriormente: Profinet V1 (CBA) usa o padrão Ethernet TCP/IP, Profinet V2 (RT) ignora as camadas TCP/IP/UDP, enquanto Profinet V3 (IRT) utiliza um controlador de Ethernet dedicado.