Trong thời kỳ đầu của Ethernet, va chạm trên mạng ngăn cản việc sử dụng nó trong các ứng dụng công nghiệp xác định. Nếu hai trạm cố gắng để truyền tải cùng một lúc, một vụ va chạm sẽ dẫn đến. Sự va chạm đã được phát hiện và mỗi trạm “lùi lại” một thời gian ngẫu nhiên và thử lại lần nữa. Cách tiếp cận này vẫn ổn cho các trình duyệt web và email nhưng quyết định ngăn chặn trong hệ thống công nghiệp. Sự ra đời của các chuyển mạng Ethernet đã loại bỏ các cho phép va chạm Ethernet được áp dụng trong tự động hóa công nghiệp nơi mà quyết định đã bắt buộc. Trong mạng chuyển mạch bất kỳ nút có thể truyền tải bất cứ khi nào nó cần mà không va chạm.
Hãy nhìn vào một số lịch sử Ethernet để xem đường dẫn để chuyển sang Ethernet:
Thicknet
Thicknet, gọi chính thức là 10Base5, là hình thức tên gọi sớm nhất của Ethernet. Được gọi là Thicknet vì cáp đồng trục là cứng và dày. Nó được sử dụng CSMA/CD (nhiều hơn về điều này sau). 10 trong tên chính thức xuất phát từ tốc độ mạng, 10 Mbit/s.
Thinnet
Thicknet đã được một cách tự nhiên theo sau bởi Thinnet (10Base2). Cũng được gọi là cheapernet vì dây cáp mỏng hơn là ít tốn kém hơn so với những cái dày hơn. Cũng chạy ở 10 Mbit/s. Các dự án công nghiệp đầu sử dụng công nghệ này cho người không quan trọng thời gian truyền thông, không xác định, như trong HMI. Lưu ý: yêu cầu một điện trở chấm dứt ở ga cuối. Cũng được sử dụng CSMA / CD.
Mạng Ethernet chuyển mạch.
Mạng chuyển mạch này rất khác nhau từ các phiên bản trước đó. Trong thực tế, tác giả của Ethernet, Robert Metcalfe, được cho là đã nói rằng mọi người tiếp tục phát minh ra mạng hoàn toàn mới gọi họ là Ethernet.
Những gì chúng ta gọi là Ethernet không còn sử dụng cáp đồng trục; chúng tôi có 4 dây hoặc 8 dây cáp với các cặp xoắn, sử dụng kết nối RJ45 (và đôi khi kết nối M12 trong công nghiệp). Nó có thể chạy ở 10Mbit/s nhưng thường 100Mbit/s với tốc độ nhanh hơn nhiều đã được chuẩn hóa. Thay vì một cáp kết nối tất cả các nút như Thicknet và Thinnet đã dùng, một cáp kết nối hai và chỉ hai nút.
Như vừa chia sẻ ở trên là không có nhiều tính năng không xác định của Thicknet và Thinnet. Trong mạng chuyển mạch nút chuyển không đi qua thông điệp được chuyển mạch Ethernet mà trực tiếp một tin nhắn gửi đến đến đích nhắm mục tiêu dựa trên các địa chỉ vật lý (địa chỉ MAC) của nguồn và đích. Những chuyển mạch Ethernet có thể thiết bị độc lập với mục đích duy nhất là để chuyển đổi … hoặc thiết bị chuyển mạch Ethernet có thể được xây dựng thành các thiết bị tự động hóa.
Đó là sự xuất hiện của Ethernet chuyển mạch cho phép PI làm cơ sở PROFINET trên đó. PROFINET qua Ethernet chuyển mạch là xác định. PROFINET sử dụng nhiều hơn một kỹ thuật để đạt được nghĩa quyết định: PROFINET sử dụng tiêu chuẩn IEEE802.3 Ethernet tham số khung EtherType chỉ đạo các các thông điệp PROFINET Real-Time (RT) từ Ethernet cho các ứng dụng PROFINET. Này bỏ qua các lớp TCP/IP mà thêm sự chậm trễ biến các thông điệp đi qua chúng.
PROFINET đạt được quyết định qua chuyển cơ sở hạ tầng Ethernet sử dụng tiêu chuẩn IEEE802.3 Ethernet.
Carrier Sense đa truy cập / Nhân Collision
[A] bộ quy tắc xác định cách các thiết bị mạng đáp ứng khi hai thiết bị cố gắng sử dụng một kênh dữ liệu đồng thời (gọi là một vụ va chạm). Mạng Ethernet tiêu chuẩn sử dụng CSMA / CD để cơ thể theo dõi giao thông trên đường tại các kênh tham gia. Nếu đường truyền dẫn không được diễn ra vào thời điểm đó, các kênh cụ thể có thể truyền tải. Nếu hai kênh cố gắng để truyền tải cùng một lúc, điều này gây ra một vụ va chạm, được phát hiện bởi tất cả các kênh tham gia. Sau một khoảng thời gian ngẫu nhiên, các kênh mà va chạm nỗ lực để truyền lại. Nếu va chạm khác xảy ra, khoảng thời gian từ đó thời gian chờ ngẫu nhiên được chọn sẽ được tăng lên từng bước một. Điều này được biết đến như hàm số mũ lùi lại.
CSMA / CD là một loại giao thức ganh đua. Các mạng sử dụng các thủ tục CSMA / CD rất đơn giản để thực hiện nhưng không có đặc tính truyền dẫn xác định.
Câu cuối cùng tiết lộ tại sao hóa thân đầu tiên của Ethernet là không thích hợp cho tự động hóa công nghiệp – không xác định. Cách tiêm một thời gian ngẫu nhiên trước khi phát lại không có lợi cho quyết định đó.