Systemy Przemysłowego Ethernetu muszą być o wiele bardziej niezawodne niż zwykła sieć Ethernet, z jakiej korzystamy w domu. Ethernet, a w szczególności jego przemysłowa odmiana to słowo, które w ostatnim czasie niezwykle często przewija się wśród automatyków itp. Jakkolwiek oba interfejsy te są do siebie podobne, odróżnia je szereg bardzo istotnych detali. W poniższym artykule skupimy się na poznaniu tych różnic.
Czym jest Ethernet
Sieć Ethernet opracowana została w latach '70 XX wieku. Opisana została później jako standard IEEE 802.3. Norma ta opisuje grupę produktów dla sieci lokalnych (LAN); definiuje ona warstwę fizycznych oraz warstwę łącza danych (1 i 2 w modelu OSI). Norma opisuje również, w jaki sposób konfiguruje się sieć Ethernet i jak poszczególne elementy w sieci współpracują ze sobą.
Ethernet umożliwia komunikację komputerom w sieci - bez niego, komunikacja pomiędzy dzisiejszymi, nowoczesnymi urządzeniami nie byłaby możliwa. Ethernet jest światowym standardem dla wszystkich połączeń kablowych pomiędzy komputerami, maszynami i innymi urządzeniami. Pozwala to im wszystkim działać na jednej wspólnej, zorganizowanej sieci i komunikować się między sobą. Początkowo standard obejmował pojedynczy kabel, do którego dopinane były wszystkie urządzenia w sieci. Obecnie sieć Ethernet przyjmować może rozmaite architektury, wraz z dodawaniem nowych elementów do sieci. Jest to aktualnie najpopularniejszy standard sieciowy na świecie.
Jak działa Przemysłowy Ethernet
Zaawansowana technologia potrzebna jest w sieciach przemysłowych, by zapewnić, że dane są w poprawny sposób odbierane i nadawane. Na przykład w fabryce butelkującej wodę, system taki byłby odpowiedzialny za przesyłanie po sieci informacji na temat tego, jak butelkować wodę w jedną stronę i danych na temat tego, czy proces przebiega poprawnie czy też nie w drugą stronę.
W sieci Ethernet strumień danych dzielony jest na krótsze fragmenty - ramki - każda z nich zawiera konkretne informacje, takie jak to skąd i dokąd lecą dane, etc. Te dodatkowe informacje są konieczne, by sieć mogła w poprawny sposób działać i przesyłać ramki w odpowiednie miejsce.
Podstawowa terminologia sieci Ethernet:
* Medium - fizyczny nośnik sygnałów przenoszących dane - w dzisiejszych czasach to miedziana skrętka lub światłowód;
* Segment - pojedynczy kawałek współdzielonego medium;
* Węzeł - każde urządzenie podpięte do segmentu sieci.
Standard sieci Ethernet przewiduje przesyłanie danych z prędkością od 10 Mbps do 100 Mbps. Gigabitowy Ethernet to termin, który używany jest w ramach standardu IEEE 802.3 do określenia szybszych sieci, które osiągają przepustowość 1 Gbps. Jeszcze do niedawna tego rodzaju sieć wykorzystywana była jedynie jako sieć szkieletowa lub do łączenia szczególnie obciążonych serwerów, ale obecnie już coraz więcej zwykłych komputerów obsługuje tak szybką komunikację.
Wi-Fi
Standard komunikacji bezprzewodowej - Wi-Fi - często mylony jest z Ethernetem. Należy pamiętać o rozróżnieniu tych dwóch standardów. Ethernet to sieć kablowa.
Czym jest Przemysłowy Ethernet
Jak sama nazwa wskazuje, jest to przemysłowa implementacja sieci Ethernet dedykowana do zastosowań w fabrykach, automatyce przemysłowej etc. Często tego rodzaju systemy wymagają odporniejszych złącz, wytrzymalszych kabli i - co niezwykle istotne - większego determinizmu w transmisji. Aby go osiągnąć, stosuje się specjalne deterministyczne protokoły w sieci Ethernet, takie jak PROFINET®, EtherNet/IP®, EtherCAT®, SERCOS III oraz POWERLINK®.
W przemysłowych sieciach Ethernet prędkości transmisji rozciągają się od 10 Mbps do 1 Gbps, aczkolwiek najpopularniejszą jest transmisja o prędkości 100 Mbps.
Jaka jest różnica pomiędzy zwykłym a przemysłowym Ethernetem?
Projektując standardy przemysłowego Ethernetu koniecznie trzeba uwzględnić szereg dodatkowych wymagań, które nie są istotne z punktu widzenia, np. sieci zainstalowanej w biurze. Przykładowo w fabrykach często sieć i urządzenia mogą być narażone na podwyższoną lub obniżoną temperaturę, wibracje, etc.
Jak to działa?
Przemysłowe protokoły Ethernetowe, takie jak PROFINET czy EtherCAT modyfikują standardowy Ethernet dodając do jego ramki dodatkowe informacje, które pozwalają na zapewnienie, że nie tylko dane na pewno dotrą do adresata, ale także, iż będą odebrane w odpowiednim czasie. Na przykład we wspominanej powyżej rozlewni wody mineralnej, system będzie nadawał po sieci nie tylko informacje o tym, jak nalać wodę, ale także dokładnie, kiedy przestać ją nalewać. Gdy butelka będzie pełna, przesłana zostanie po sieci komenda "stop" i nalewanie zatrzyma się w określonym momencie.
Dodatkowe informacje zawarte w zmodyfikowanych, przemysłowych protokołach Ethernet nie są potrzebne np. w biurze. Gdy użytkownik nie może otworzyć strony swojego ulubionego forum, to po prostu naciśnie "Odśwież" i strona się załaduje ponownie - utrata pakietów w takiej sieci nie jest wielkim problemem. Natomiast w fabryce - łatwo sytuacja taka może zamienić się w tragedię, szczególnie jeśli np. linia produkcyjna pracuje tak szybko, że nadzorujący ją pracownik nie zdąży nawet zauważyć awarii i nacisnąć przycisku bezpieczeństwa. System przemysłowego Ethernetu jednakże jest w stanie natychmiastowo wykryć awarię, np. utracony pakiet i automatycznie zatrzymać linię, unikając awarii i w konsekwencji strat w materiałach i sprzęcie.
Inne różnice pomiędzy zwykłym a przemysłowym Ethernetem
Ethernet częściej używany jest w biurze niż w fabryce, ale to przemysłowa odmiana sieci Ethernet ma więcej różnych wariacji. Sieć tego rodzaju w biurze zaprojektowana jest dla dosyć podstawowego obciążenia, natomiast przemysłowy Ethernet ma wiele poziomów obciążenia i innych warunków, do których musi być dobrany w zależności, np. od obciążenia w konkretnej aplikacji lub też warunków środowiska, na jakie narażona będzie sieć.
Przemysłowy Ethernet lepiej dostosowany jest do pracy w szumie i trudnym środowisku. Dodatkowo sieci te mają bardziej zaawansowane systemy reakcji na kolizje pakietów w sieci.
Także fizyczna implementacja sieci inaczej wygląda w wariancie przemysłowym. Stosuje się inne kable i złącza. Zwykłe wtyczki RJ45 z prostym zapięciem często nie są wystarczające. W trudnych warunkach stosuje się dodatkowe mechanizmy uniemożliwiające wypięcie się wtyku z gniazda. Często stosuje się też wtyczki i gniazda zapewniające szczelność przed np. wilgocią czy pyłem. Przemysłowe kable są zazwyczaj wytrzymalsze niż te stosowane w innych miejscach. Mają one grubszą warstwę izolacji, a często także grubsze żyły, dzięki czemu są one odporniejsze mechanicznie i chemicznie.
Ostatnim czynnikiem, który odróżnia przemysłowy Ethernet od klasycznej implementacji tej sieci, jest determinizm. Standardowy Ethernet nie jest w ogóle deterministyczny, tj. pakiety z tego samego źródła dochodzą w różnym czasie. Niestety przemysłowe aplikacje wymagają determinizmu oraz tego, aby pomiędzy wysłaniem a odebraniem ramki danych mijał zawsze taki sam, dobrze określony czas. Opóźnienia lub utraty danych spowodować mogą katastrofalne awarie w systemach przemysłowych. Ta możliwość pracy w systemach czasu rzeczywistego jest bardzo często czynnikiem decydującym, jeśli chodzi o wybór protokołu do przemysłowego zastosowania sieci Ethernet.
Źródło: http://www.analog.com/en/technical-articles/what-is-the-difference-between-ethernet-and-industrial-ethernet.html
Czym jest Ethernet
Sieć Ethernet opracowana została w latach '70 XX wieku. Opisana została później jako standard IEEE 802.3. Norma ta opisuje grupę produktów dla sieci lokalnych (LAN); definiuje ona warstwę fizycznych oraz warstwę łącza danych (1 i 2 w modelu OSI). Norma opisuje również, w jaki sposób konfiguruje się sieć Ethernet i jak poszczególne elementy w sieci współpracują ze sobą.
Ethernet umożliwia komunikację komputerom w sieci - bez niego, komunikacja pomiędzy dzisiejszymi, nowoczesnymi urządzeniami nie byłaby możliwa. Ethernet jest światowym standardem dla wszystkich połączeń kablowych pomiędzy komputerami, maszynami i innymi urządzeniami. Pozwala to im wszystkim działać na jednej wspólnej, zorganizowanej sieci i komunikować się między sobą. Początkowo standard obejmował pojedynczy kabel, do którego dopinane były wszystkie urządzenia w sieci. Obecnie sieć Ethernet przyjmować może rozmaite architektury, wraz z dodawaniem nowych elementów do sieci. Jest to aktualnie najpopularniejszy standard sieciowy na świecie.
Jak działa Przemysłowy Ethernet
Zaawansowana technologia potrzebna jest w sieciach przemysłowych, by zapewnić, że dane są w poprawny sposób odbierane i nadawane. Na przykład w fabryce butelkującej wodę, system taki byłby odpowiedzialny za przesyłanie po sieci informacji na temat tego, jak butelkować wodę w jedną stronę i danych na temat tego, czy proces przebiega poprawnie czy też nie w drugą stronę.
W sieci Ethernet strumień danych dzielony jest na krótsze fragmenty - ramki - każda z nich zawiera konkretne informacje, takie jak to skąd i dokąd lecą dane, etc. Te dodatkowe informacje są konieczne, by sieć mogła w poprawny sposób działać i przesyłać ramki w odpowiednie miejsce.
Podstawowa terminologia sieci Ethernet:
* Medium - fizyczny nośnik sygnałów przenoszących dane - w dzisiejszych czasach to miedziana skrętka lub światłowód;
* Segment - pojedynczy kawałek współdzielonego medium;
* Węzeł - każde urządzenie podpięte do segmentu sieci.
Standard sieci Ethernet przewiduje przesyłanie danych z prędkością od 10 Mbps do 100 Mbps. Gigabitowy Ethernet to termin, który używany jest w ramach standardu IEEE 802.3 do określenia szybszych sieci, które osiągają przepustowość 1 Gbps. Jeszcze do niedawna tego rodzaju sieć wykorzystywana była jedynie jako sieć szkieletowa lub do łączenia szczególnie obciążonych serwerów, ale obecnie już coraz więcej zwykłych komputerów obsługuje tak szybką komunikację.
Wi-Fi
Standard komunikacji bezprzewodowej - Wi-Fi - często mylony jest z Ethernetem. Należy pamiętać o rozróżnieniu tych dwóch standardów. Ethernet to sieć kablowa.
Czym jest Przemysłowy Ethernet
Jak sama nazwa wskazuje, jest to przemysłowa implementacja sieci Ethernet dedykowana do zastosowań w fabrykach, automatyce przemysłowej etc. Często tego rodzaju systemy wymagają odporniejszych złącz, wytrzymalszych kabli i - co niezwykle istotne - większego determinizmu w transmisji. Aby go osiągnąć, stosuje się specjalne deterministyczne protokoły w sieci Ethernet, takie jak PROFINET®, EtherNet/IP®, EtherCAT®, SERCOS III oraz POWERLINK®.
W przemysłowych sieciach Ethernet prędkości transmisji rozciągają się od 10 Mbps do 1 Gbps, aczkolwiek najpopularniejszą jest transmisja o prędkości 100 Mbps.
Jaka jest różnica pomiędzy zwykłym a przemysłowym Ethernetem?
Projektując standardy przemysłowego Ethernetu koniecznie trzeba uwzględnić szereg dodatkowych wymagań, które nie są istotne z punktu widzenia, np. sieci zainstalowanej w biurze. Przykładowo w fabrykach często sieć i urządzenia mogą być narażone na podwyższoną lub obniżoną temperaturę, wibracje, etc.
Jak to działa?
Przemysłowe protokoły Ethernetowe, takie jak PROFINET czy EtherCAT modyfikują standardowy Ethernet dodając do jego ramki dodatkowe informacje, które pozwalają na zapewnienie, że nie tylko dane na pewno dotrą do adresata, ale także, iż będą odebrane w odpowiednim czasie. Na przykład we wspominanej powyżej rozlewni wody mineralnej, system będzie nadawał po sieci nie tylko informacje o tym, jak nalać wodę, ale także dokładnie, kiedy przestać ją nalewać. Gdy butelka będzie pełna, przesłana zostanie po sieci komenda "stop" i nalewanie zatrzyma się w określonym momencie.
Dodatkowe informacje zawarte w zmodyfikowanych, przemysłowych protokołach Ethernet nie są potrzebne np. w biurze. Gdy użytkownik nie może otworzyć strony swojego ulubionego forum, to po prostu naciśnie "Odśwież" i strona się załaduje ponownie - utrata pakietów w takiej sieci nie jest wielkim problemem. Natomiast w fabryce - łatwo sytuacja taka może zamienić się w tragedię, szczególnie jeśli np. linia produkcyjna pracuje tak szybko, że nadzorujący ją pracownik nie zdąży nawet zauważyć awarii i nacisnąć przycisku bezpieczeństwa. System przemysłowego Ethernetu jednakże jest w stanie natychmiastowo wykryć awarię, np. utracony pakiet i automatycznie zatrzymać linię, unikając awarii i w konsekwencji strat w materiałach i sprzęcie.
Inne różnice pomiędzy zwykłym a przemysłowym Ethernetem
Ethernet częściej używany jest w biurze niż w fabryce, ale to przemysłowa odmiana sieci Ethernet ma więcej różnych wariacji. Sieć tego rodzaju w biurze zaprojektowana jest dla dosyć podstawowego obciążenia, natomiast przemysłowy Ethernet ma wiele poziomów obciążenia i innych warunków, do których musi być dobrany w zależności, np. od obciążenia w konkretnej aplikacji lub też warunków środowiska, na jakie narażona będzie sieć.
Przemysłowy Ethernet lepiej dostosowany jest do pracy w szumie i trudnym środowisku. Dodatkowo sieci te mają bardziej zaawansowane systemy reakcji na kolizje pakietów w sieci.
Także fizyczna implementacja sieci inaczej wygląda w wariancie przemysłowym. Stosuje się inne kable i złącza. Zwykłe wtyczki RJ45 z prostym zapięciem często nie są wystarczające. W trudnych warunkach stosuje się dodatkowe mechanizmy uniemożliwiające wypięcie się wtyku z gniazda. Często stosuje się też wtyczki i gniazda zapewniające szczelność przed np. wilgocią czy pyłem. Przemysłowe kable są zazwyczaj wytrzymalsze niż te stosowane w innych miejscach. Mają one grubszą warstwę izolacji, a często także grubsze żyły, dzięki czemu są one odporniejsze mechanicznie i chemicznie.
Ostatnim czynnikiem, który odróżnia przemysłowy Ethernet od klasycznej implementacji tej sieci, jest determinizm. Standardowy Ethernet nie jest w ogóle deterministyczny, tj. pakiety z tego samego źródła dochodzą w różnym czasie. Niestety przemysłowe aplikacje wymagają determinizmu oraz tego, aby pomiędzy wysłaniem a odebraniem ramki danych mijał zawsze taki sam, dobrze określony czas. Opóźnienia lub utraty danych spowodować mogą katastrofalne awarie w systemach przemysłowych. Ta możliwość pracy w systemach czasu rzeczywistego jest bardzo często czynnikiem decydującym, jeśli chodzi o wybór protokołu do przemysłowego zastosowania sieci Ethernet.
Źródło: http://www.analog.com/en/technical-articles/what-is-the-difference-between-ethernet-and-industrial-ethernet.html
Fajne? Ranking DIY
