Ethernet: Commercial vs Industrial

乙太網：商業與工業差異

https://www.machinedesign.com/automation-iiot/article/21834943/what-are-the-differences-in-industrial-ethernet-types

商用乙太網，完全不符合工業環境和標準的要求，因為它是為辦公自動化而設計的，在工業領域使用傳統乙太網有 5 個明顯的區別。

1. 溝通的不確定性

工業控制網路不同於普通數據網路，最大的特點，是必須滿足即時控制的要求，即信號傳輸要足夠快，滿足信號的確定性。而且即時控制，往往需要對某些變量，進行精確的定時數據刷新。傳統乙太網採用 CSMA/CD，網路負載較大時，網路不確定性，不能滿足即時工業控制的要求，傳統乙太網技術難以滿足即時工業控制的要求。 - 控制系統的時間性能準確和定時通訊，因此一直被視為「不確定」網路。

2.通信的非即時性

即時性可以定義為工業控制系統中，對某個事件的系統反應時間的可測量性。也就是說，系統必須在事件發生後，一個預測的時間內進行反應。但是，它對系統的反應時間非常嚴格。業界的即時數據傳輸，數據更新往往在幾十毫秒內完成，而且由於乙太網的 CSMA/CD 機制，數據發生衝突時，最多只能重發 16 次。顯然，這種衝突解決機制，是以時間為代價的，即使只是幾秒鐘的時間，也可能造成設備和人員的安全事故，甚至造成停產。

3、商用乙太網穩定性和可靠性不高

傳統乙太網一開始，並不是為工業應用而設計的，它沒有考慮到工業現場環境惡劣的工作條件、線路和機器之間的嚴重干擾、惡劣的氣候、灰塵等條件。此外，乙太網抗干擾（EMI）性能很差，在危險情況下使用時，不具備本質安全性能。因此對工業設備的可靠性，提出了更高的要求。工業乙太網在生產環境中，必須同時具有良好的可靠性、可恢復性和可維護性。保證當網路系統中，任何的組件發生故障時，不會導致應用程、操作系統，甚至網路崩潰。

4. 安全問題

許多領域在工業生產過程中，不可避免地存在易燃、易爆或有毒氣體，智慧設備和通訊設備必須具備一定的防爆技術，才能保證工業現場的安全。在現有技術條件下，在乙太網系統中，增加防爆和防爆措施，即設備問題引起的點火能量，不會透過增加防爆措施洩漏到乙太網現場設備中，可以保證安全對於那些沒有嚴格安全要求的危險情況，可以不考慮複雜的防爆措施。

工業系統的網路安全，是工業乙太網應用中，必須考慮的另一個安全性問題。工業乙太網可以將傳統的網路系統三層，即資訊管理層、過程監控層和現場設備層，有機整體，數據傳輸速度更快，即時性更高，可與網路無縫整合，實現數據共享，提高工廠營運效率。但同時存在一系列網路安全問題，工業網路可能會受到病毒感染、駭客和非法操作的威脅。

5.總線供電問題

總線電源（或饋線總線）是指連接現場設備的電纜，不僅傳輸數據信號，還為現場設備提供工作電源。乙太網從設計之初，就沒有考慮這個問題，而工業現場有很多總線供電需求。由於上述問題，普通的商用乙太網不能直接應用於工業現場的控制。工業乙太網，就是為了解決這些問題而產生的。