工业以太网走向单一网络愿景

单对以太网和IETF / IEEE标准正在推动基于以太网，互联网协议和相关开放生态系统的协调网络的工作。在最近的ODVA技术会议上，关键的一点是，正在出现的标准将利用工业以太网网络融合和边缘设备来加速从传统现场总线向工业以太网的迁移。随着我们迈向未来，包括单对以太网，时间敏感网络和受限节点设备/网络在内的新技术被视为可能影响工业以太网的使用 - 与EtherNet / IP结合使用。

其论点是，虽然近年来工业以太网已经呈现出快速增长，但现场总线和传感器网络仍然被广泛使用。此外，许多潜在的网络节点仍然是硬连线的。但是，最终用户理解并将寻求基于以太网，互联网协议(IP)和相关开放生态系统的协调网络的优势。潜在的好处包括通过最小化网关的使用和消除硬连线来降低复杂性和成本，以及使用云连接和分析改进优化和维护。

与多伦多设计与制造公司的买家见面展览空间可用!ADM多伦多的设计与制造提供了一个独一无二的机会，可以将供应商与寻求最新创新，产品和解决方案的买家联系起来。用安大略省蓬勃发展的制造业的销售线索填补您的销售渠道。设计与制造展，2019年6月6日至6日，多伦多会议中心。

但不幸的是，单一网络愿景也存在障碍。因此，虽然继续使用EtherNet / IP，现场总线和硬连线节点，但由IETF和IEEE支持的开放标准正在提供新的替代方案。根据ODVA会议上提出的技术论文“受限设备和网络的EtherNet / IP增强”：“IoT机遇促使IETF为受约束的设备和网络(RFC 7228)创建IP堆栈优化。增强功能适用于低功耗无线(6TiSCH)和有线网络，消除TCP开销(仅限UDP)，压缩消息(6LoWPAN)，扩展地址空间(IPv6)，优化安全性(OSCORE)和缩小Web服务器( CoAP协议)。”

这个想法是“由此产生的单对以太网套件减少了布线，节点成本，尺寸和功耗，通过一对提供通信和电源。”

三个主要市场正在推动销量，为工业用户提供利用这些技术的机会。这包括在汽车行业应用中使用单对以太网，如智能LED照明和过程自动化等楼宇自动化。

这一愿景的主要障碍是许多边缘设备受到低成本，尺寸(例如小型光传感器)或电源(密集封装或电池供电)的限制。其他问题包括布线成本和长电缆距离的要求。

IETF已经为受限节点和网络引入了相关标准和草案，这些标准和草案被视为创建更有效解决方案的潜在构建块。关键技术要点包括：消除TCP开销(仅限UDP);压缩邮件头;扩展地址空间(IPv6);安全优化(OSCORE);并收缩Web服务器(CoAP)。

IEEE还致力于开发一系列单对以太网(SPE)标准，实现单对通信和可选电源，以帮助解决布线，节点成本，尺寸和功耗挑战等问题。

预计在2019年末完成日期的新标准(IEEE P802.3cg)旨在引入一对针对受限应用的10 Mbit / s SPE PHY。10BASE-T1L专注于过程自动化仪器，提供1000米的距离，本质安全兼容性，并支持传统布线。相比之下，10BASE-T1S专注于替换汽车应用中的CAN，CAN FD，MOST和FlexRay协议，以及工业自动化控制柜中的硬连线组件。

面向网络边缘的EtherNet / IP的新潜在应用领域是现场设备的受限应用，其重点是过程自动化，低功耗无线，机柜内组件和机上组件。

正在探索一些降低成本，尺寸和复杂性的方案。EtherNet / IP当前要求在设备的网络堆栈中使用TCP和UDP。例如，仅使用UDP可能导致堆栈复杂性和消息的显着降低。在典型的CIP应用中，封装和CPF报头会在EtherNet / IP消息中产生大量开销。诸如IETF 6TiSCH之类的低功率无线网络具有受限的分组大小，其不能在单个无线分组中携带现有的封装头部。

当前的EtherNet / IP通信不支持受限设备和网络要求。但是有人建议开发受限的EtherNet / IP通信配置文件。

有关此主题的更多信息，请阅读ODVA网站上的完整技术文章。

Al Presher是Design News的资深作家，涵盖自动化和控制，运动控制，动力传输，机器人和流体动力。