在边际布置单对以太网

工业范畴的工厂长期以来一向运用数字数据来监督和操控出产设备。工厂、数据中心和商业修建中的大型网络体系一向在将其数字信息网络的边际越来越近地面向实践物理国际。温度、压力、挨近或光等物理测量值会被转换为数字信息以供体系处理，核算出的成果随后会转化为实践设备（如阀门、电扇、电源和指示器等）的物理动作。信息技能（IT）网络与运营技能（OT）网络正趋向于运用相似的技能来简化整个安排的数据流。 。

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若想使IT与OT更严密地结合在一起，其间一种办法是运用单一底层网络在各个体系之间树立通讯。当电子技能初次进入主动化范畴时，各种分布式子体系都是专业化的，并且由运用的硬件界说。针对这些域特定的硬件架构，别离界说了针对特定运用而优化的通讯技能。每个硬件体系都运用专门的总线进行通讯，因而需求经过杂乱的网关从一个硬件体系的通讯协议转换到另一个硬件体系的通讯协议。

跟着时刻的推移，这种过期的架构逐步被软件界说的集中式架构所替代。在新架构中，不再运用独立别离的域或功用，而是将电子接口分组到企业界的各个区域并与现代的集中式核算渠道相连。这些电子接口运用现在无处不在的以太网技能将数据传输到需求的当地。以太网是可扩展的。单个软件协议栈能够运用不同的硬件物理层以不同的速度传递信息，而不改动数据自身。不管给定以太网链路的带宽怎么，都运用同一种以太网帧格局。以太网交换机主动调整每个端口的数据传输速度。

在网络边际，各种传感器（温度、压力、光和挨近等）从物理国际获取数据并将其转换为数字信息。数据信息经过处理后转化为执行器（电机、灯、电扇和阀门等）的物理动作。这些设备一般不需求很多数据，但侧重要求布线简略且易于装置。10BASE-T1S以太网专为这些运用而开发，它将以太网架构引进到了十分简略的设备中。图1呈现了这一技能趋势。 。

图1 络趋势。

10BASE-T1S技能。

10BASE-T1S以太网专门针对这些分区架构而开发。它经过一个平衡线对以10 Mbps的速度运转。10BASE-T1S技能根据40多年前以太网初次成为规范时运用的简略机制，但对其进行了增强以更有用地运用一切可用带宽。 。

以太网开端运用单根同轴线缆直接衔接多个设备。如今广泛运用的交换机是后来开发的，旨在消除原始计划的多分支特性所导致的缺点。可是，交换机的呈现增加了杂乱度和本钱，并且需求在每个设备与交换机之间树立一条点对点衔接。

开端以太网的作业原理是各种设备检测其所衔接的线路，然后测验发送数据。假如只要一个设备开端进行发送，则能够发送完好的数据包信息。假如多个设备一起测验进行发送，则线路大将发生抵触，并且一切设备都会检测到抵触。这些设备随后将封闭，并在一段随机时刻后重试。这项技能被称为带抵触检测的载波侦听多路拜访（CSMA/CD）。其主要缺点是跟着越来越多的设备衔接到单线主干网，将会发生更多的抵触，并且会糟蹋越来越多的时刻进行退出和重试。链路的有用带宽会变得十分有限。

物理层防抵触（PLCA）。

10BASE-T1S以太网经过引进一种名为PLCA物理层防抵触（PLCA）的裁定机制处理了这一问题。PLCA专门规划用于10BASE-T1S等半双工、多分支通讯网络，并且消除了多分支混合段中的CSMA/CD问题。 。

PLCA布置到位后，发送周期从和谐器节点（节点0）宣布信标开端，各网络节点运用该信标进行同步。宣布信标后，发送时机将传递给节点1。假如节点1没有要发送的数据，则会将发送时机让给节点2，以此类推，直到每个节点都至少取得一次发送时机。然后，和谐器节点会建议一个新周期，并发送另一个信标。 。

为了防止某个节点一向占用总线，jabber功用会在该节点的发送时刻超出限额时将其间断，让下一个节点进行发送。终究成果是数据吞吐量不会受到影响，总线上也不会发生数据抵触。CSMA/CD或许会因数据抵触而发生随机延时。PLCA可保证延时不会超越指定上限并供给其他相关特性，然后战胜上述约束。图2说明晰PLCA的作业原理。 。

图2 理层防抵触——PLCA。

安全。

当数据位和字节在线路中从一个设备传输到另一个设备并康复后，会以规范以太网数据包格局供给给更高的软件层。该格局包含方针地址、源地址、一些办理位和有用负载。格局不会跟着物理层的改动而改动。这意味着即便越来越多的数据集合等候核算机体系处理，导致网络速度发生改动，软件层也依然坚持不变。图3显现了全体概念。

图3 边际到云端的以太网。

能够运用以太网机制来衔接这些设备，而不用在OT网络的端点运用多种现场总线和协议。这些都能够运用易于了解的以太网机制来处理。 。

这其间包含各种安全机制，用于防止侵略或窥视数据，更糟糕的还有搅扰物理体系运用数据。因为以太网极具弹性，因而可用于银职业等安全性十分高的运用。其他专用通讯技能或许很少乃至底子没有网络安全功用，有必要从头开发并进行保护。此外，还有必要执行供给这些功用的物流保证，这可要比硬件产品的规划和制作杂乱得多。不光针对设备的拜访需求操控，并且供应链的任何环节都或许发生可信链缝隙。很少有半导体供货商能够承当这项使命。

以太网是数据剖析基础设备不可或缺的一部分。大数据用于剖析趋势并供给服务。猜测性保护、长途确诊和其他监督服务需求拜访体系中的一切数据，而以太网能够供给对工业基础设备最远规模的拜访。与此一起，软件能够办理各种流程并跟着技能的改动完成动态调整，二者相得益彰。

功用安全。

运用以太网等规范化技能还能够简化功用安全体系的开发。功用安满是指当体系中的某个组件呈现毛病时，体系能够以可猜测的办法做出反响，然后安全地防止引发更多问题。不同职业有不同的规范。例如，汽车职业有ISO26262。工业运用运用IEC61508。医疗、消费类和其他运用都有自己的规范。可是，基本上都迥然不同。功用安全适用于整个体系，但体系规划人员需求保证运用的组件支撑功用安全，以便整个体系契合功用安全规范。 。

例如，半导体元件需求装备功用安全手册，用以剖析和确诊失效形式的影响。这被称为FMEDA（失效形式影响和确诊剖析），是一种确认失效原因及其对体系影响的办法。该办法运用于体系开发的前期阶段，以便检测并纠正任何缺点。

总结。

OT网络和IT网络需求完成互操作性和安全性，而10BASE-T1S以太网的呈现为二者的结合发明了新的商机。数据能够从网络边际的节点进行拜访，并可用于完成新的智能猜测服务以及财物盯梢和办理处理计划。 。

经过精简元件、软件规划和布线能够下降体系本钱。不再需求网关。因为多个设备经过单对线缆衔接到一条总线，因而运用的交换机端口数量有所削减。 。

经过运用一致的接口和完善的安全机制能够下降危险。10BASE-T1S以太网是对IIoT网络边际传统处理计划的有力弥补。它支撑OT网络和IT网络各个等级的一致规划、软件开发、测验和保护。精简架构和增强安全功用能够协助规划人员下降危险，轻松打造功用安全体系。

内容来源：https://bachduy.com/app-1/understand v3,https://chatbotjud-hml.saude.mg.gov.br/app-1/jogos-de-5-centavos-no-esporte-da-sorte

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