以 太 網(wǎng) 與 現(xiàn) 場 總 線 技 術

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1、以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線技術??前言:????以太網(wǎng)及TCP/IP通信技術在IT行業(yè)獲得了很大的成功,成為IT行業(yè)應用中首選的網(wǎng)絡通信技術。近年來，由于國際現(xiàn)場總線技術標準化工作沒有達到人們理想中的結(jié)果，以太網(wǎng)及TCP/IP技術逐步在自動化行業(yè)中得到應用，并發(fā)展成為一種技術潮流。????以太網(wǎng)在自動化行業(yè)中的應用應該區(qū)分為兩個方面問題，或者說兩個層次的問題。一是工廠自動化技術與IT技術結(jié)合，與互連網(wǎng)Internet技術結(jié)合，成為未來可能的制造業(yè)電子商務技術、網(wǎng)絡制造技術雛形。大多數(shù)專家們對自動化技術這種發(fā)展趨勢給予肯定的評價。另一個方面，即以太

2、網(wǎng)能否在工業(yè)過程控制底層，也就是設備層或稱為現(xiàn)場層廣泛應用？能否成為甚至取代現(xiàn)有的現(xiàn)場總線技術成為統(tǒng)一的工業(yè)網(wǎng)絡標準？這些問題實為目前自動化行業(yè)專家們爭論的熱點。本文將只就這一問題,從以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線的技術比較出發(fā),談談個人看法。1．以太網(wǎng)指的是什么什么是“以太網(wǎng)”？以及相關的IEEE802.3及TCP/IP技術?這對計算機網(wǎng)絡工程師可能是基本常識，但我們自動化技術工程師未必清楚。在討論以太網(wǎng)與自動化技術及現(xiàn)場總線技術之前,有必要先澄清一下這幾個基本術語的含義。筆者查閱了有關資料，現(xiàn)將有關“以太網(wǎng)”、IEEE802.3及TCP/IP相關

3、的技術背景摘要如下:(1)以太網(wǎng):?1975年:美國施樂(Xerox)公司的PaloAlto研究中心研制成功[METC76]，該網(wǎng)采用無源電纜作為總線來傳送數(shù)據(jù)幀，故以傳播電磁波的“以太(Ether)”命名。?1981年：美國施樂(Xerox)公司+數(shù)字裝備公司(Digital)+英特爾(Intel)公司聯(lián)合推出以太網(wǎng)(EtherNet)規(guī)約[ETHE80]?1982年：修改為第二版，DIXEthernetV2因此：“以太網(wǎng)”應該是特指“DIXEthernetV2”所描述的技術?！　?2)IEEE802.3?80年代初期:美國電氣和電子

4、工程師學會IEEE802委員會制定出局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),即IEEE802參考模型.IEEE802參考模型相當于OSI模型的最低兩層:?1983年：IEEE802委員會以美國施樂(Xerox)公司+數(shù)字裝備公司(Digital)+英特爾(Intel)公司提交的DIXEthernetV2為基礎，推出了IEEE802.3?IEEE802.3又叫做具有CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測)的網(wǎng)絡。CSMA/CD是IEEE802.3采用的媒體接入控制技術，或稱介質(zhì)訪問控制技術。因此:IEEE802.3以“以太網(wǎng)”為技術原形，本質(zhì)特點是采用CSM

5、A/CD的介質(zhì)訪問控制技術?！耙蕴W(wǎng)”與IEEE802.3略有區(qū)別。但在忽略網(wǎng)絡協(xié)議細節(jié)時,人們習慣將IEEE802.3稱為”以太網(wǎng)”。與IEEE802有關的其它網(wǎng)絡協(xié)議：IIEEE802.1—概述、體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡互連，以及網(wǎng)絡管理和性能測量。IEEE802.2—邏輯鏈路控制LLC。最高層協(xié)議與任何一種局域網(wǎng)MAC子層的接口。　　IEEE802.3—CSMA/CD網(wǎng)絡，定義CSMA/CD總線網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)范。　　IEEE802.4—令牌總線網(wǎng)。定義令牌傳遞總線網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)范。IEEE802.5—令牌環(huán)形網(wǎng)。定義

6、令牌傳遞環(huán)形網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)范?！　EEE802.6—城域網(wǎng)?！　EEE802.7—寬帶技術。　　IEEE802.8—光纖技術。　　IEEE802.9—綜合話音數(shù)據(jù)局域網(wǎng)?！　EEE802.10—可互操作的局域網(wǎng)的安全?！　EEE802.11—無線局域網(wǎng)?！　EEE802.12—優(yōu)先高速局域網(wǎng)(100Mb/s)?！　EEE802.13—有線電視(Cable-TV)(3)TCP/IP協(xié)議　　?TCP/IP是多臺相同或不同類型計算機進行信息交換的一套通信協(xié)議。TCP/IP協(xié)議組的準確名稱應該是internet協(xié)議族，T

7、CP和IP是其中兩個協(xié)議。而internet協(xié)議族TCP/IP還包含了與這兩個協(xié)議有關的其它協(xié)議及網(wǎng)絡應用，如用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）、地址轉(zhuǎn)化協(xié)議（ARP）和互連網(wǎng)控制報文協(xié)議（ICMP）。由于TCP/IP是internet采用的協(xié)議組，所以將TCP/IP體系結(jié)構(gòu)稱作internet體系結(jié)構(gòu)。?以太網(wǎng)是TCP/IP使用最普遍的物理網(wǎng)絡，實際上TCP/IP技術支持各種局域網(wǎng)絡協(xié)議，包括：令牌總線、令牌環(huán)、FDDI（光纖分布式數(shù)據(jù)接口）、SLIP（串行線路IP）、PPP（點到點協(xié)議）、X2.5數(shù)據(jù)網(wǎng)等。見圖1：TCP/IP技術支持的各種局

8、域網(wǎng)絡協(xié)議。由于TCP/IP是世界上最大的Internet采用的協(xié)議組，而TCP/IP底層物理網(wǎng)絡多數(shù)使用以太網(wǎng)協(xié)議，因此，以太網(wǎng)+TCP/IP成為IT行業(yè)中應用最普遍的技術。本文主題中所提到的“以太網(wǎng)”，