千兆工业以太网:提高网络和隧道工艺质量，降低成本

在一个连接设备、机器和流程实现信息透明的时代，信息必须在整个制造环境中都是可访问的。在过去的十年中，制造商在制造业中利用了办公级网络技术和基础设施。自动化设备处理信息的速度是毫秒级——通常是亚毫秒级。需要进行特殊考虑，以确保制造资产能够访问所需的信息，同时提供足够的带宽来支持不断增长的流程和生产分析数据聚合需求。

制造环境中的网络受到恶劣环境的影响。真正的工业网络使用专门为这些应用设计的电缆和连接器。在工业应用中，介质冗余和快速故障恢复是确保制造过程安全可靠运行的必要条件。此外，工业网络应与企业网络流量隔离，并应具有确保优先处理网络流量的服务质量的机制。为了确保可靠性(现在是制造过程的关键部分)，该网络应该比过去使用的典型TCP/IP协议以太网的开销更小。

传统的现场总线网络技术，以太网(10mb)，甚至快速以太网(100mb)技术都不能满足当今大多数网络设备的数据传输需求。但是从千禧年前后开始，千兆以太网(1000mb)开始在关键的企业IT环境中使用，并且千兆工业以太网选项很快也可用于制造环境。然后在2007年，CC-Link合作伙伴协会(CLPA)推出了CC-Link IE(工业以太网)。

CC-Link IE是专门为制造环境设计的开放式千兆工业以太网网络，由于其前所未有的性能和可靠性，CC-Link IE越来越受欢迎。CC-Link IE旨在解决最常见的工业网络挑战，已成为一项成熟的技术，可提供处理大量数据所需的带宽，同时确保最高水平的可靠性和数据完整性。

大多数安装都没有必要的资金在整个制造环境中实现千兆工业以太网。传统的现场总线，以太网，甚至快速以太网网络已经安装。然而，使用CC-Link IE千兆工业以太网在较慢的网络技术之间传输大量信息可能是提高网络性能的一种选择。这种类型的通信方案，称为千兆工业以太网隧道，可以减少网络延迟。

从本质上讲,千兆工业以太网隧道通过使用千兆工业以太网连接两个独立的较慢和/或较旧的TCP/IP以太网来工作。两个以前独立的TCP/IP以太网(同一品种)现在可以通过CC-Link IE千兆工业以太网骨干网相互通信。CC-Link IE将TCP/IP以太网消息完全封装在其正常通信的数据包中，从而允许两个或多个TCP/IP以太网共享信息。直接在CC-Link IE千兆工业以太网网络上的其他设备不受这些TCP/IP以太网封装消息的影响，因为千兆工业以太网的带宽更大，而且所利用的服务机制的质量更高。

带宽瓶颈

为了满足当今生产设施的信息需求，制造商需要采取措施克服自动化机械网络架构中存在的带宽瓶颈。一个好的开始方式是:

• 考虑千兆工业以太网骨干的实现。CC-Link IE提供两种网络介质选择(光纤或双绞线铜)。
• 使用vlan隔离生产网络和企业网络，对两个网络环境进行分段。
• 选择最适合您的应用程序需求的网络拓扑。CC-Link IE允许混合提供最大灵活性的网络拓扑结构。
• 确定需要安装网桥的位置，以便将来自传统TCP/IP以太网的TCP/IP以太网消息封装到千兆工业以太网中。
• 选择本地驻留在千兆工业以太网网络上的产品，因为新机器的规格正在开发或现有机器的控制正在升级。

无论是试图提高最终产品质量、增加额外容量、收集更多数据还是监控诊断信息，工厂都将发现，遵循这些步骤可以帮助确保制造资产以最佳方式进行通信。

——珍妮·卡泽尔控制工程．本文的信息由高级产品经理Sloan Zupan提供，三菱电机以及CLPA Americas的网络专家约翰·沃兹尼亚克。CFE Media内容经理Jordan M. Schultz编辑控制工程，设备工程,jschultz@cfemedia.com．

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