【正文】 B. 實(shí)時(shí)性, 確定性, 可靠性要求不高。在設(shè)備層，在沒有嚴(yán)格的時(shí)間要求條件下，以太網(wǎng)也可以有部分市場(chǎng)。 如何進(jìn)一步解決這個(gè)問題？無非有軟件為主和硬件為主的兩種思路；硬件方案是設(shè)計(jì)新型智能網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，希望不要一味走增加帶寬的老路；軟件解決方案是在一定帶寬資源基礎(chǔ)上，由軟件調(diào)度實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、確定性通信功能。在網(wǎng)絡(luò)報(bào)文中，除了有效傳輸數(shù)據(jù)之外，還有一些作為同步、地址、校驗(yàn)等附加字段。B. 插件：RJ4AUI、BNCC. 總線供電及本質(zhì)安全：無。在這個(gè)問題上，除去各公司利益代言人從公司市場(chǎng)利益出發(fā)的商業(yè)宣傳不算，就是自動(dòng)化行業(yè)專家們也是智者見智，仁者見仁，看法不盡相同。望文生義可以理解為：“協(xié)議規(guī)范統(tǒng)一，信息透明存取”。由于IEC 61158 （TS）只包含了Process Control部分，因此，IEC 61158 （TS）沒有通過投票，自動(dòng)化行業(yè)期待了十多年的統(tǒng)一的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的努力失敗。主要完成車間生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)及生產(chǎn)過程監(jiān)控、車間級(jí)生產(chǎn)管理、車間底層設(shè)備及生產(chǎn)信息集成?，F(xiàn)代制造自動(dòng)化模 自動(dòng)化技術(shù)從單機(jī)控制向工廠自動(dòng)化FA、系統(tǒng)自動(dòng)化方向發(fā)展。?以太網(wǎng)是TCP/IP使用最普遍的物理網(wǎng)絡(luò)，實(shí)際上TCP/IP技術(shù)支持各種局域網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議）、。IEEE —綜合話音數(shù)據(jù)局域網(wǎng)。IEEE —CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)，定義CSMA/CD總線網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)范。(2) ?80年代初期: 美國電氣和電子工程師學(xué)會(huì)IEEE 802委員會(huì)制定出局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu), 即IEEE 802參考模型.IEEE 802參考模型相當(dāng)于OSI模型的最低兩層:?1983年：IEEE 802 委員會(huì)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DIX Ethernet V2為基礎(chǔ)，?(載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(cè))的網(wǎng)絡(luò)。一是工廠自動(dòng)化技術(shù)與IT技術(shù)結(jié)合，與互連網(wǎng)Internet技術(shù)結(jié)合，成為未來可能的制造業(yè)電子商務(wù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)雛形。 世界上有一些國際組織正在從事推動(dòng)以太網(wǎng)進(jìn)入控制領(lǐng)域的工作，如IEEE著手制訂現(xiàn)場(chǎng)總線和Ethernet通信的新標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)過程控制中控制層單元在數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性和安全性方面都要與普通單元區(qū)分開來，使用虛擬局域網(wǎng)在工業(yè)以太網(wǎng)的開放平臺(tái)上做邏輯分割，將不同的功能層、不同的部門區(qū)分開，從而達(dá)到提高網(wǎng)絡(luò)的整體安全性和簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理的目的。這樣，不同端口可以形成多個(gè)數(shù)據(jù)通道，端口之間的數(shù)據(jù)輸入和輸出不再受CSMA/CD的約束，可以大大提高網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)站點(diǎn)的帶寬，從而提高了交換式以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)性能。 工業(yè)控制系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)的傳輸不僅速度快，而且要求響應(yīng)快，即通信的實(shí)時(shí)性要好。 對(duì)于以太網(wǎng)不適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的問題，工業(yè)以太網(wǎng)可以通過多種途徑，如改善傳統(tǒng)的以太網(wǎng)電纜、采用網(wǎng)關(guān)，還有采用PCBASED方案和ONCHIP設(shè)備等方法來解決工業(yè)以太網(wǎng)對(duì)工業(yè)環(huán)境的適應(yīng)問題。減少了與其他支持以太網(wǎng)設(shè)備與 Carat相連接時(shí)候出現(xiàn)的兼容性問題。圖2：雙環(huán)冗余美國卓越通訊的工業(yè)冗余環(huán)網(wǎng)交換機(jī) 美國卓越通訊TSC Carat50系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)是專為工業(yè)類客戶設(shè)計(jì)的支持冗余環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的通信設(shè)備，充分考慮到工業(yè)控制對(duì)通訊系統(tǒng)可靠性的要求，采用TSC獨(dú)有的環(huán)網(wǎng)協(xié)議，其鏈路故障恢復(fù)時(shí)間達(dá)到了300ms 以內(nèi)，完全采用封閉金屬褶皺散熱結(jié)構(gòu)，適用于高溫、灰塵、強(qiáng)電磁等惡劣環(huán)境。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)由多臺(tái)交換機(jī)連接成環(huán)型，設(shè)備連接到交換機(jī)上。 MSTI BPDU 并未發(fā)送至邊界端口“P4”外，只有IST BPDU 是如此。 與傳統(tǒng)生成樹的互操作性 RSTP 和 MSTP 都能夠與傳統(tǒng)生成樹協(xié)議互操作。 IEEE 引入了 IST （內(nèi)部生成樹）概念和 MST 實(shí)例。每臺(tái)運(yùn)行 MST 的交換機(jī)都擁有單一配置，包括一個(gè)字母數(shù)字式配置名、一個(gè)配置修訂號(hào)和一個(gè) 4096 部件表，它與潛在支持某個(gè)實(shí)例的各 4096 VLAN 相關(guān)聯(lián)。在收到交換機(jī) A 的認(rèn)可后，根交換機(jī)將立即將“P1”轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)發(fā)。 在這種情況下，“ P1 ”將向交換機(jī) A 發(fā)送一個(gè)建議 BPDU 。 端口狀態(tài) 端口的狀態(tài)控制轉(zhuǎn)發(fā)和學(xué)習(xí)過程的運(yùn)行。 TCN 行為的這一改變極大地降低了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變更過程中， MAC 地址的溢出量。 BPDU 起著網(wǎng)橋間保留信息的作用。 本文介紹了 和 的主要特性、與傳統(tǒng)生成樹協(xié)議的互操作性，并提供了一些協(xié)議移植準(zhǔn)則建議。 禁用：通常由于端口故障或交換機(jī)配置錯(cuò)誤引起。 當(dāng)指定主交換機(jī)(Local)之后，在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包之前，所有端口都以阻塞方式啟動(dòng)。禁用：通常由于端口故障或交換機(jī)配置錯(cuò)誤引起.SupremeRing協(xié)議 SupremeRing協(xié)議是在工業(yè)以太網(wǎng)使用的冗余機(jī)制。BPDU是網(wǎng)橋發(fā)送到一個(gè)已保存的多播MAC地址（對(duì)于以太網(wǎng)，這個(gè)地址是0180C2000000）的消息，所有透明網(wǎng)橋都會(huì)偵聽該地址。 當(dāng)選定根橋之后，在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包之前，它們必須決定每一個(gè)網(wǎng)段的指定橋，運(yùn)用生成樹的這種算法，根橋每隔2秒鐘從它所有的端口發(fā)送BPDU包，BPDU包被所有的橋從它們的根端口復(fù)制過來，根端口是接根橋的那些橋端口。生成樹協(xié)議 ，在IEEE ，可以用來消除橋回路。 通過帶有RJ45 技術(shù)、工業(yè)級(jí)的SubD 連接技術(shù)和安裝專用屏蔽電纜的Fast Connect連接技術(shù)，確保現(xiàn)場(chǎng)電纜安裝工作的快速進(jìn)行 178。 工業(yè)以太網(wǎng)重要性能：為了應(yīng)用于嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境，確保工業(yè)應(yīng)用的安全可靠，SIMATIC NET 為以太網(wǎng)技術(shù)補(bǔ)充了不少重要的性能： 178。 FC 快速連接插座 繼10M波特率以太網(wǎng)成功運(yùn)行之后，具有交換功能，全雙工和自適應(yīng)的100M波特率快速以太網(wǎng)(Fast Ethernet，符合IEEE 的標(biāo)準(zhǔn))也已成功運(yùn)行多年。采用何種性能的以太網(wǎng)取決于用戶的需要。 通過交換技術(shù)提供實(shí)際上沒有限制的通訊性能。 ELS(工業(yè)以太網(wǎng)電氣交換機(jī)) ，使用ISO和TCP/IP 通訊協(xié)議 178。 簡(jiǎn)單高效的信號(hào)裝置不斷地監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)元件 178。它的工作原理是這樣的：生成樹協(xié)議定義了一個(gè)數(shù)據(jù)包，叫做橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元BPDU（Bridge Protocol Data Unit）。BPDU包括的信息叫做端口的COST，網(wǎng)絡(luò)管理員分配端口的COST到所有的橋端口，當(dāng)根橋發(fā)送BPDU的時(shí)候，根橋設(shè)置它的端口值為零。在阻塞狀態(tài)下，端口不會(huì)獲悉或轉(zhuǎn)發(fā)已接收到的幀。SupremeRing協(xié)議和生成樹協(xié)議有點(diǎn)相似，SupremeRing協(xié)議也定義了一種數(shù)據(jù)包，稱為HELLO包，又稱為WD包（Watch Dog Packets)。運(yùn)用SupremeRing算法，主交換機(jī)(Local)選擇最低COST值的端口作為主鏈路，另一條COST值高的端口作為備份鏈路。結(jié)束語：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境需要快速反應(yīng)冗余機(jī)制，生成樹協(xié)議的15秒恢復(fù)時(shí)間，不能滿足工業(yè)環(huán)境要求。 IEEE 快速生成樹協(xié)議 IEEE 意識(shí)到原始 生成樹協(xié)議的融合特性與現(xiàn)代化的交換網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用相比是有差距的，為此設(shè)計(jì)了一種全新的 快速生成樹協(xié)議（ RSTP ），以解決 的融合問題。如果一個(gè)網(wǎng)橋未能從相鄰網(wǎng)橋收到 BPDU ，它就會(huì)認(rèn)為已與該網(wǎng)橋失去連接，從而實(shí)現(xiàn)更快速的故障檢測(cè)和融合。 端口作用 RSTP 在端口狀態(tài)（轉(zhuǎn)發(fā)或阻塞流量）和端口作用（是否在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中發(fā)揮積極作用）間進(jìn)行了明確的劃分。 RSTP 定義了 3 種狀態(tài)：放棄、學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)。收到新 BPDU 后，交換機(jī) A 將確認(rèn)根交換機(jī)有較優(yōu)根成本。建議/協(xié)定信息的類似傳送波將從“ P4 ”傳播至網(wǎng)絡(luò)枝葉部分。作為公共 MST 區(qū)域的一部分，一組交換機(jī)必須共享相同的配置屬性。 IST 是一種 RSTP 實(shí)例，它擴(kuò)展了 MST 區(qū)域內(nèi)的 單一生成樹。但是，當(dāng)與傳統(tǒng)網(wǎng)橋交互時(shí)， 的快速融合優(yōu)勢(shì)就會(huì)失去。通過在 PVST+ 域所有現(xiàn)用 VLAN 上復(fù)制 ISTP BPDU，MST 區(qū)域模擬了 PVST + 鄰居。理論上，以太網(wǎng)不能如此連接，因?yàn)閺V播數(shù)據(jù)包會(huì)沿環(huán)反復(fù)傳播引起傳輸負(fù)荷驟增導(dǎo)致阻塞。特殊型號(hào)機(jī)型更能勝任水下運(yùn)行。高可靠：工業(yè)化設(shè)計(jì)的可冗余雙DC電源(18V36V)輸入，有效保障與減少故障還原時(shí)間。 以太網(wǎng)作為商用網(wǎng)絡(luò)的使用中，被認(rèn)為是實(shí)時(shí)性不高、非確定性的網(wǎng)絡(luò)，這主要是由于它所采用的介質(zhì)訪問方式所決定的。控制系統(tǒng)對(duì)時(shí)間特性的要求比一般的信息傳輸要更嚴(yán)格，因?yàn)檫@往往涉及到安全等問題，必須在任何時(shí)間都要及時(shí)響應(yīng)，不允許有任何的不確定性。 2使用全雙工（fullduplex）通信模式。通常虛擬局域網(wǎng)的劃分方式有3種：靜態(tài)端口分配、動(dòng)態(tài)虛擬網(wǎng)和多虛擬網(wǎng)端口配置。ODVA發(fā)布了一個(gè)為在工廠基層使用以太網(wǎng)服務(wù)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。大多數(shù)專家們對(duì)自動(dòng)化技術(shù)這種發(fā)展