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  • 以太网缺点

    千次阅读 2020-10-15 11:44:05
    以太网 优点:价格低廉、随处可见、软件支持比较丰富 缺点:网络传输时延时较大,吞吐量较小 适用场景:构建常用的局域网络

    以太网

    		优点:价格低廉、随处可见、软件支持比较丰富
    		缺点:网络传输时延时较大,吞吐量较小
    		适用场景:构建常用的局域网络
    
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  •  基于TCP/IP的以太网是一种标准的开放式网络,适合于解决控制系统中不同厂商设备的兼容互操作的问题,不同厂商的设备很容易互联,能实现办公自动化网络与工业控制网络的信息无缝集成。以太网是目前应用最为广泛的...

    以太网支持的传输介质为粗同轴电缆、细同轴电缆、双绞线、光纤等,其最大优点是简单,经济实用,易为人们所掌握,所以深受广大用户欢迎。那么,工业以太网具有哪些优势呢?接下来我们就跟随飞畅科技的小编一起来看看吧!

    与现场总线相比,以太网具有以下几个方面的优点:

      一、兼容性好,有广泛的技术支持
      基于TCP/IP的以太网是一种标准的开放式网络,适合于解决控制系统中不同厂商设备的兼容和互操作的问题,不同厂商的设备很容易互联,能实现办公自动化网络与工业控制网络的信息无缝集成。以太网是目前应用最为广泛的计算机网络技术,受到广泛的技术支持。几乎所有的编程语言都支持以太网的应用开发,如VB、Java、VC等。采用以太网作为现场总线,可以保证多种开发工具、开发环境供选择。工业控制网络采用以太网,就可以避免其发展游离于计算机网络技术的发展主流之外,从而使工业控制网络与信息网络技术互相促进,共同发展,并保证技术上的可持续发展。

      二、易于与Internet连接
      以太网支持几乎所有流行的网络协议,能够在任何地方通过Internet对企业进行监控,能便捷地访问远程系统,共享/访问多数据库。

      三、成本低廉
      采用以太网能降低成本,包括技术人员的培训费用、维护费用及初期投资。由于以太网的应用最为广泛,因此受到硬件开发与生产厂商的广泛支持,具有丰富的软硬件资源,有多种硬件产品供用户选择,硬件价格也相对低廉。目前以太网网卡的价格只有现场总线的十几分之一,并且随着集成电路技术的发展,其价格还会进一步下降。人们对以太网的设计、应用等方面有很多的经验,对其技术也十分熟悉。大量的软件资源和设计经验可以显着降低系统的开发和培训费用,在技术升级方面无需单独的研究投入,从而可以显着降低系统的整体成本,并大大加快系统的开发和推广速度。

      四、可持续发展潜力大
      由于以太网的广泛应用,使它的发展一直受到广泛的重视和吸引大量的技术投入。并且,在信息瞬息万变的时代,企业的生存与发展将很大程度上依赖于一个快速而有效的通信管理网络,信息技术与通信技术的发展将更加迅速,也更加成熟,保证了以太网技术的持续发展。

      五、通信速率高
      目前以太网的通信速率为10M或100M、1000M、10G的快速以太网也开始应用,以太网技术也逐渐成熟,其速率比目前的现场总线快得多,以太网可以满足对带宽的更高要求。

    好了,以上就是关于工业以太网优点的相关详细介绍,希望能对你有所帮助!飞畅科技专注光纤通信研发、生产、销售20年,为客户提供个性化技术服务与定制解决方案。公司主营PDH/SDH光端机、多业务电话光端机,视频光端机,语音光端机,音频光端机,工业以太网交换机,光纤收发器,光纤猫、协议转换器,PCM语音接入,TDMoverIP、工业接口传输转换等传输入与接入设备,欢迎前来了解、交流。

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  • 那么,工业以太网与现场总线技术各自优缺点都有哪些呢?接下来就跟随飞畅科技的小编一起来看看吧! 现场总线 现场总线式应用在生产现场、连接智能现场设备自动化测量控制系统的数字式、双向传输、多分支结构的...

    现如今,随着“工业4.0”战略的展开,计算机技术、通讯技术、IT技术的发展已经渗入到工控领域,其中最主要的表现就是工业现场总线技术和工业以太网技术。其中工业现场总线技术,特别是以太网技术的广泛使用,为自动化技术带来了深刻变革。那么,工业以太网与现场总线技术各自优缺点都有哪些呢?接下来就跟随飞畅科技的小编一起来看看吧!

    现场总线
    现场总线式应用在生产现场、连接智能现场设备和自动化测量控制系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。它是一种工业数据总线,是自动化领域中底层数据通信网络。

     

    控制组成
    1.现场总线控制系统
    它的软件是系统的重要组成部分,控制系统的软件有组态软件、维护软件、仿真软件、设备软件和监控软件等。首先选择开发组态软件、控制操作人机接口软件MMI。通过组态软件,完成功能块之间的连接,选定功能块参数,进行网络组态。在网络运行过程中系统实时采集数据、进行数据处理、计算。优化控制及逻辑控制报警、监视、显示、报表等。

    2.现场总线的测量系统
    其特点为多变量高性能的测量,使测量仪表具有计算能力等更多功能,由于采用数字信号,具有高分辨率,准确性高、抗干扰、抗畸变能力强,同时还具有仪表设备的状态信息,可以对处理过程进行调整。

    3.设备管理系统
    可以提供设备自身及过程的诊断信息、管理信息、设备运行状态信息(包括智能仪表)、厂商提供的设备制造信息。

    4.总线系统计算机服务模块
    以客户机/服务器模式是目前较为流行的网络计算机服务模式。服务器表示数据源(提供者),应用客户机则表示数据使用者,它从数据源获取数据,并进一步进行处理。客房机运行在PC机或工作站上。服务器运行在小型机或大型机上,它使用双方的智能、资源、数据来完成任务。

    5.数据库
    它能有组织的、动态的存储大量有关数据与应用程序,实现数据的充分共享、交叉访问,具有高度独立性。工业设备在运行过程中参数连续变化,数据量大,操作与控制的实时性要求很高。因此就形成了一个可以互访操作的分布关系及实时性的数据了系统。

    6.网络系统的硬件与软件
    网络系统硬件:系统管理主机、服务器、网关、协议变换器、集线器、用户计算机等底层智能化仪表
    网络系统软件:NetWarc、LAN Mangger、Vines
    服务器操作软件:Lenix、os/2、windowNT、应用软件数据库、通信协议、网络管理协议等。

    总线分类
    目前世界上存在着大约四十余种现场总线,这些现场总线大都用于过程自动化、医药领域、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域,目前的工业总线网络可归为三类:485网络、HART网络、FieldBUS现场总线网络。

    485网络:RS485/MODBUS是现在流行的一种工业组网方式,其特点是实施简单方便,而且现在支持RS485的仪表又特别多。现在的仪表商也纷纷转而支持RS485/MODBUS,原因很简单,RS485的转换接口不仅便宜得而且种类繁多。至少在低端市场上,RS485/MODBUS仍将是最主要的工业组网方式。

    HART网络:HART是由艾默生提出的一个过度性总线标准,主要特征是在4-20毫安电流信号上面叠加数字信号,但该协议并未真正开放,要加入他的基金会才能拿到协议,而加入基金会要一定的费用。HART技术主要被国外几家大公司垄断,近些年国内也有公司在做,但还没有达到国外公司的水平。现在有很多智能仪表带有[HART圆卡],支持HART通讯功能。但从国内情况来看,还没有真正用到这部分功能来进行设备联网监控,最多只是利用手操器对其进行参数设定。从长远来看,由于HART通信速率低、组网困难等原因,HART仪表的应用将呈下滑趋势。

    FieldBus现场总线网络:现场总线是当今自动化领域的热点技术之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现标志着自动化控制技术又一个新时代的开始。现场总线是连接控制现场的仪表与控制室内的控制装置的数字化、串行、多站通信的网络。其关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字化通信。现场总线技术近年来成为国际上自动化和仪器仪表发展的热点,它的出现使传统的控制系统结构产生了革命性的变化,使自控系统朝着“智能化、数字化、信息化、网络化、分散化”的方向进一步迈进,形成新型的网络通信的全分布式控制系统——现场总线控制系统FCS(Fieldbus Control System)。然而,到目前为止,现场总线还没有形成真正统一的标准,ProfiBus、CANbus、CC-Link等多种标准并行存在,并且都有自己的生存空间。何时统一,遥遥无期。目前,支持现场总线的仪表种类还比较少,可供选择的余地小,价格又偏高,用量也较小。

    好了,以上就是关于工业以太网与现场总线技术优缺点分析的相关介绍,希望能对你有所帮助!飞畅科技近二十年专业从事光端机、光纤收发器、工业交换机、协议转换器等工业通信设备的研发、生产和销售,欢迎前来了解、交流。

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  • 以太网--车载以太网

    2021-08-19 00:47:20
    以太网--车载以太网1 介绍1.1 以往车载总线技术1.2 车载以太网1.3 线束影响2 优点2.1 满足带宽2.2 减少ECU数量2.3 降低线束成本3 应用3.1 汽车2.4 知识点TSN车载以太网架构图参考 1 介绍 1.1 以往车载总线技术 主要...

    1 介绍

    在这里插入图片描述

    1.1 以往车载总线技术

    主要包括CAN、LIN、FlexRay、MOST、LVDS等。其中CAN是应用最广泛且最为大众所知的网络总线技术,他们的应用场景主要包括:

    • CAN(控制器局域网)— 1983 年
      CAN 是 Bosch 公司开发的一种共享串行总线,其传输速率可达到 1 Mbps。CAN 后来经过 ISO 批准,成为一种国际标准。它的优点是经济高效,而且可靠性高。但缺点是共享访问,带宽较低。CAN 主要在动力总成、底盘和车身电子设备中使用。
    • LVDS(低压差分信令)— 1994 年
      LVDS 是一种点到点链路,不是共享总线。它的成本比 MOST(媒体定向系统传输)低得多,很多汽车制造商都用它来传输摄像头和视频数据。不过,每个 LVDS 链路一次只能连接一个摄像头或视频输出。
    • LIN(局域互连网络)— 1998 年
      LIN 是由汽车制造商和技术合作伙伴联盟开发的。其速率只有 19,200 比特/秒,并且只需要一条共享线路,而 CAN 需要 2 条。LIN 采用了主从体系结构,而 CAN 将所有节点都视为是平等的。LIN 的成本比 CAN 低,其速度和成本正好适合车身电子设备,例如镜子、电动座椅和配件等。因此不占用CAN总线性能,在现代汽车应用中,LIN总线通常被用作CAN总线的补充网络。
    • MOST(媒体定向系统传输)— 1998 年
      MOST 采用环形体系结构,使用光纤或铜缆互连,数据速率可达到 150 Mbps (MOST150)。每个环可以包含 64 个 MOST 器件。它内置流媒体数据通道,高数据带宽,并支持多种光缆路由方法。电磁兼容性能良好,主要用于汽车音视频数据传输。
    • FlexRay — 2000
      FlexRay 是一种数据速率高达 10 Mbps 的共享串行总线。它是由 FlexRay 联盟开发的。该联盟是由半导体制造商、汽车制造商和基础设施提供商所建立的一个组织。与 CAN 不同,它没有内置的误码恢复功能,而是将误码处理留给了应用层。它的优势是带宽比 CAN 高,但缺点在于成本较高,而且需要共享使用媒体。FlexRay 主要用于高性能动力总成和安全系统,如线控驱动、主动悬架和自适应巡航控制。用于满足汽车环境中独特的网络要求,支持重要的安全线控技术应用,如线控转向和线控制动等。
    • CAN FD(灵活数据速率)— 2012 年
      CAN FD 是 BOSCH 公司在 2012 年发布的一种标准,它是对原始 CAN 总线协议的扩展。其设计初衷是为了满足汽车网络对更高带宽的要求。CAN FD 通过最大限度缩短协议时延和提供更高带宽,实现更精确和接近实时的数据传输。CAN FD 可以与现有的 CAN 网络兼容。
      在这里插入图片描述

    1.2 车载以太网

    • 如今汽车越来越智能,当汽车中需要LIDAR、RADAR、摄像头和 V2X 设备等,以往的车载总线技术带宽不能满足,由此催生了车载以太网。
    • 车载以太网是在汽车中连接电子元器件的一种有线网络。其设计初衷是希望满足汽车行业对带宽、延迟、同步、干扰(例如 电磁干扰(EMI))、安全性和网络管理等方面的要求。车载以太网的概念最初是由 Broadcom 提出的,后来 OPEN(单对以太网)联盟采纳了这一标准并承担起管理职责。OPEN 推广 Broadcom 的 100 Mbps BroadR-Reach 作为多供应商许可解决方案。100 Mbps PHY 实施借鉴了 1 Gbps 以太网的技术,能够在一对线缆上实现 100 Mbps 双向传输。此技术使用了更先进的编码方案,可以消除回声,将基本频率(从 125 MHz)降至 66 MHz。

    1.3 线束影响

    汽车中就重量和成本而言,连接汽车各系统的线束在所有汽车部件中排名第三。
    在这里插入图片描述

    2 优点

    2.1 满足带宽

    2.2 减少ECU数量

    以往分布式运算,需要增加更多的ECU,增加成本,同时增加算力资源浪费。采用车载以太网能降低成本。

    2.3 降低线束成本

    一辆低端车的线束系统成本只要大约300美元,重量大约30公斤,长度大约1500米,线束大约600根,1200个接点。而目前一辆豪华车的线束系统成本大约550-650美元,重量大约60公斤,线束大约1500根,长度大约5000米,3000个接点。如果沿用目前的电子架构体系,无人车时代的线束成本不会低于1000美元,重量可达100公斤。车载以太网使用单对非屏蔽电缆以及更小型紧凑的连接器,使用非屏蔽双绞线时可支持15m的传输距离(对于屏蔽双绞线可支持40m),这种优化处理使车载以太网可满足车载EMC要求。可减少高达80%的车内连接成本和高达30%的车内布线重量。100M车载以太网的PHY采用了1G以太网的技术,可通过使用回声抵消在单线对上实现双向通信。

    3 应用

    3.1 汽车

    • 奥迪A8网络架构,以太骨干网、域控制器是核心
    • 特斯拉采用以太骨干网
    • 蔚来汽车网络架构,以太骨干网、域控制器是核心
    • 英特尔的无人车运算平台,也是应用了以太骨干网

    4 知识点

    TSN

    TSN主要定位数据链路层,在物理层方面,IEEE也做了新标准,这就是IEEE 802.3bp和IEEE 802.3bw,IEEE的目标不仅是车载领域,还包括了工业以太网。
    TSN主要支持者包括思科、英特尔、瑞萨、德国工业机器人巨头KUKA、三星哈曼、宝马、通用汽车、现代汽车、博世、博通、德州仪器、NXP、三菱电机、LG、Marvell、模拟器件,通用电气。
    TSN是一系列标准,非常庞大,也非常灵活,可以按需求选择,不过对技术实力差的厂家来说就很痛苦,不知如何选择。

    车载以太网架构图

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    标准化

    车载以太网标准化方面,IEEE802.3和IEEE802.1工作组,AUTOSAR、OPEN联盟以及AVnu联盟起到了主要了推动作用。

    • IEEE
      其中IEEE802.3制定的局域网标准代表了业界主流的以太网标准,车载以太网技术是在IEEE802.3基础上开始研制的,因此IEEE是目前最为重要的车载以太网国际标准化机构。为了满足车内的要求,涉及到IEEE802和802.1两个工作组内的多个新规范的制定和原有规范的修订,包括PHY规范,AVB规范,单线对数据线供电等。另外AVB中有关AV的传输、定时同步等规范还需要IEEE的其他技术委员会的标准化,如IEEE1722、IEEE1588。
    • OPEN联盟
      OPEN联盟于2011年11月由博通(Broadcom)、恩智浦(NXP)以及宝马(BMW)公司发起成立的开放产业联盟,旨在推动将基于以太网的技术标准应用于车内联网。其主要标准化目标是制定 100Mbit/s BroadR-R 的物理层标准、制定OPEN的互通性要求。
    • AUTOSAR
      AUTOSAR 是由汽车制造商、供应商以及工具开发商发起的联盟,旨在制定一个开放的、标准化的车用软件架构,目前AUTOSAR 规范已经包含车用 TCP/UDP/IP协议栈。
    • AVnu
      AVnu 联盟是由博通联合思科、哈曼和英特尔成立,致力于推广IEEE 802.1的AVB标准和时间同步网络(TSN)标准,建立认证体系,并解决诸如精确定时、实时同步、带宽预留以及流量整形等重要的技术和性能问题。

    参考

    1、
    2、
    3、车载以太网-扫盲篇
    4、四足机器人通信架构
    5、雅马哈机器人以太网通信_四足机器人通信架构
    6、为什么自动驾驶系统需要车载以太网
    7、车载以太网技术简介
    8、【车载以太网】【架构】整体架构与协议标准

    展开全文
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