以太網(wǎng)最初是為辦公自動(dòng)化而發(fā)展起來(lái)的，除了通信的吞吐量要求較高以外，對(duì)其他性能沒有特殊的要求；而工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)由于其環(huán)境的特殊性，對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)時(shí)性、可靠性、網(wǎng)絡(luò)生存性、安全性等均有較高的要求，因此，人們通常將應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)中的以太網(wǎng)技術(shù)稱為工業(yè)以太網(wǎng)（industrial ethernet）。
將以太網(wǎng)用于工業(yè)領(lǐng)域主要有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：①具有低成本、高速度、易于組網(wǎng)應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)，且軟硬件資源包括人的作用極其豐富；②易于和internet連接。③以太網(wǎng)融入工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，可以避免現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)游離于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展之外，使現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)很好地融合而形成相互促進(jìn)的局面。
1．介質(zhì)訪問控制協(xié)議csma/cd
以太網(wǎng)對(duì)介質(zhì)的訪問控制采用了載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(cè)協(xié)議csma/cd，其主要思想可用“先聽后說，邊說邊聽”來(lái)形象地表示?！跋嚷牶笳f”是指在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先監(jiān)聽總線的狀態(tài)。但由于數(shù)據(jù)的傳輸需要時(shí)間，總線上可能會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的站點(diǎn)同時(shí)監(jiān)聽到總線上沒有通信而發(fā)送數(shù)據(jù)，因此就可能發(fā)生沖突?！斑呎f邊聽”就是指在發(fā)送數(shù)據(jù)的過程的同時(shí)檢測(cè)總線上的沖突。一旦檢出沖突以后，csma/cd立即停止數(shù)據(jù)的發(fā)送，并向總線發(fā)送一串阻塞信號(hào)，讓總線上其他各站均能感知沖突已經(jīng)發(fā)生。總線上各站點(diǎn)“聽”到阻塞信號(hào)以后，均等待一個(gè)與沖突次數(shù)相關(guān)的隨機(jī)時(shí)間，然后重發(fā)受沖突影響的數(shù)據(jù)幀。
csma/cd的優(yōu)勢(shì)在于站點(diǎn)無(wú)需依靠中心控制就能進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，嚴(yán)格意義上說，csma/cd協(xié)議的響應(yīng)時(shí)間具有不確定性，這與控制系統(tǒng)中“硬實(shí)時(shí)性”要求相背離。后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)以太網(wǎng)上通信量較小的時(shí)候，沖突發(fā)生的概率是很低的。據(jù)分析，當(dāng)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷小于10％時(shí)基本不會(huì)發(fā)生碰撞，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷在25%以下時(shí)以太網(wǎng)的通信響應(yīng)時(shí)間明顯短于令牌網(wǎng)。為此，隨著以太網(wǎng)通信速度的提高，特別是以太網(wǎng)交換技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，能在很大程度上甚至完全彌補(bǔ)以太網(wǎng)介質(zhì)訪問機(jī)制(csma/cd)帶來(lái)的不確定性，從而為其應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制清除了主要障礙。
2．傳輸介質(zhì)
以太網(wǎng)能支持多種傳輸介質(zhì)，在物理層為每種傳輸介質(zhì)制定了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，這些標(biāo)準(zhǔn)主要有：10base-5、10base-2、10base-t、10base-f、100base-t、1000base-x……，它們的特點(diǎn)參見下表。
物理層標(biāo)準(zhǔn)
10base-5
10base-2
10base-t
10base-f
100base-t
1000base-x
1000base-t
物理層介質(zhì)
基帶粗纜
基帶細(xì)纜
雙絞線
光纖
雙絞線
光纖
雙絞線
傳輸速率
10mbps
10mbps
10mbps
10mbps
100mbps
1000mbps
1000mbps
根據(jù)工業(yè)環(huán)境的的狀況，工業(yè)以太網(wǎng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性要比傳統(tǒng)的商業(yè)以太網(wǎng)更強(qiáng)，包括設(shè)備、通信纜、連接件等在內(nèi)的防爆性、抗腐蝕性、機(jī)械強(qiáng)度、電磁兼容性等等。但目前尚無(wú)關(guān)于以太網(wǎng)在工業(yè)環(huán)境下的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在研究國(guó)外相關(guān)資料并參考了國(guó)際和歐洲相關(guān)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，《控制儀表與計(jì)算機(jī)控制裝置》10.2給出了相關(guān)參數(shù)，作為工業(yè)以太網(wǎng)中通信線纜和連接器件為滿足工業(yè)防護(hù)要求，所應(yīng)采用或參考的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。