Непредсказуемый характер Ethernet TCP/IP времени уже давно недостатком для многих промышленных сетевых приложений, особенно тех, с строгие требования к реального времени. Тем не менее как со временем улучшилась Общая стоимость против Бенефис, промышленные потребители разработали методы для преодоления недостатков, очевидно.
В общей сложности в настоящее время около тридцати Industrial Ethernet, используемых во всем мире, но те, наиболее важными для на североамериканском рынке систем являются:
Ethernet/IP
Modbus/TCP
EtherCAT ®
Ethernet Powerlink
PROFINET
Все эти протоколы были разработаны с проблемами управления в реальном времени в виду (время постоянного цикла, низкой латентностью, низким дрожанием), специально дизайн превентивных мер для предотвращения конфликтов данных, и они подошли к решению различными способами.
Одно явное различие по стандартному протоколу Ethernet TCP/IP является осуществление дополнительных модулей реального времени обмена данными, которые управляют общение в реальном времени на месте или поверх TCP/IP/UDP.
Все протоколы продолжаются поддержка Ethernet (IEEE 802.3) физические и слоев данных и TCP/IP/UDP, следовательно, обеспечение интерфейс для стандартных сетей уровень информации.
Протоколы, такие как Ethernet/IP и Modbus/TCP, по-видимому, наиболее уязвимых когда дело доходит до жесткого реального времени управления, потому что они унаследовали все функции, которые делают Ethernet TCP/IP недетерминированным. Хотя проблема CSMA/CD (случайной задержки раз после арбитражем шины) могут быть значительно подавлены с помощью Ethernet-коммутаторов, эти протоколы по-прежнему приходится иметь дело с дополнительные колебания, вызванные UDP и IP. Без тщательного проектирования соображений они будут иметь сомнительную для жесткого реального времени управления, специально для быстрого движения контроля приложений.
Ethernet Powerlink обходит CSMA/CD вопрос очень элегантно путем обход слоев TCP/IP/UDP, когда дело доходит до общения в реальном времени. Ethernet Powerlink использует выделенный и высокую детерминированных временных срезов, назначенных каждому узлу в сети. В результате получается, что только один узел передает данные в автобусе во время его выделенный временной срез, в то время как все другие узлы, ждать своей очереди. Этот метод эффективно предотвращает любые сообщения столкновения и таким образом исключает случайные dwell раз. Очевидно минуя TCP/IP/UDP также устраняет дрожание IP/UDP.
EtherCAT ®, однако, подошли к проблеме CSMA/CD, устраняя исключительно на физическом уровне, который все следствие, требует использования специального оборудования. Хотя EtherCAT ® Мастер системы требует только регулярные сетевой интерфейс Ethernet, каждое устройство EtherCAT ® Slave требуется специальный контроллер. EtherCAT ® по-прежнему использует Ethernet как физический слой, но Ethernet сообщения передаются от узла к узлу (Дейзи цепочке), таким образом устраняя необходимость арбитражем шины на CSMA/CD.
PROFINET, по сравнению с других протоколов, представленных здесь, претерпела переход через все ранее описанных сценариев: Profinet V1 (ЦБА) использует стандартное Ethernet TCP/IP, Profinet V2 (RT) обходит слои TCP/IP/UDP, в то время как Profinet V3 (IRT) использует выделенный Ethernet контроллер.