工業以太網與智能建筑[2]

3 工業以太網的特點
(1) 技術成熟，使用方便 以太網是美國XEROX公司于1975年推出的，至今已有30年歷史，得到全世界眾多廠家的支持，在軍事、工業、民用領域得到了廣泛應用。
(2) 具有統一的標準，開放性好 采用統一的IEEE802.3以太網標準CSMA/CD，是IEEE802.3采用的介質訪問控制技術，可以實現不同廠家之間的產品互聯，是一種開放式標準網絡。
(3) 通信速率高，傳播速度快 以太網的通信速率目前已經由10M提高到100M、1 000M，甚至10G。
(4) 可分段地實現遠程訪問、診斷和維護。
(5) 支持冗余連接配置，數據可達性強 數據有多條通路，可達目的地。
(6) 系統容量大，不會因為系統擴大出現不可預料的故障，有成熟可靠的系統安全體系。
(7) 投資成本低，包括初期投資、培訓費用及維護費用。
(8) 線路采用變壓器雙端隔離或光纖，抗干擾性強。
4 工業以太網目前存在的問題
　　現場總線是用于工業控制并為復雜而又惡劣環境的工業現場而設計的，因此對系統的實時性和響應時間有嚴格要求，對供電方式使用環境有特殊要求。由于以太網是為信息通信而設計的，用于工業控制存在以下問題：
(1) 以太網采用CSMA/CD訪問協議，這是一種非確定性的網絡，對于實時性要求高的控制系統，這種不確　　定性將造成信息不能按要求傳遞。同一網段上受到CSMA/CD媒體訪問控制方式的制約。所謂網段是指連在同一共享式網絡總線上，可以偵聽到對方發出的信息，處于同一沖突碰撞區域（指會發生沖突碰撞的區域）的工作站和服務器連成的網絡區。例如在一個沖突碰撞區域中有一個工作群組（由一臺服務器和多臺工作站組成），當多臺工作站訪問一個服務器時，由于受CSMA/CD的約束，同一時刻只允許一個工作站與服務器通信，其它工作站只能等待。各工作站爭搶通信信道，從而使工作站的通信產生延時，而且這種延時時間是不確定的，工作站愈多爭搶通信等待時間愈長，這種情況被稱為負荷愈重等待時間愈長。
　　若在一個碰撞域中，假設有兩個工作群組，處于一個碰撞域中，第一個工作群組工作站訪問服務器時，要競爭網絡寬帶（例如100M），另一個工作群組中所有工作站及服務器都處于等待狀態而無法運行。兩個工作群組要分割原有網絡寬帶（100M），一個工作群組工作時，另一個群組必須等待，這樣不僅具有延時，而且這種延時是不確定的。由于CSMA/CD有無法預見的延時，特別在重負載下，實時數據傳送更得不到保證。控制系統要有實時性保證，必須在任何時間都要及時響應，不允許有任何不確定性。因此以太網用于控制系統必須解決實時性和不確定性問題。
(2) 以太網在可靠性方面不如現場總線，現場總線是為工業控制設計的，能適應易燃、易爆（如化工、制藥）、干擾強烈場合及其它環境惡劣的場合。現場總線有屏蔽，接地與防爆等措施，而以太網需要解決這些問題。
(3) 現場總線規范要求網段上配有電源，為所有非自供電的設備提供電源，而以太網不提供電源，必須增加額外的供電電纜。