Profinet和Ethernet两者对比

在上期文章中，我们已经详细介绍了什么是profinet。那么，profinet究竟是什么呢？

我们首先探讨了Profinet与Ethernet的关系。从字面上看，两者有着紧密的联系。通过之前的介绍，我们了解到，PROFINET是由PROFIBUS和PROFINET国际组织（PI）开发的工业以太网解决方案。以太网是全球最广泛使用的网络通信介质。

在本期，我们将通过解释以太网和PROFINET之间的区别，帮助消除任何疑问，并进一步探讨它们在自动化应用中的作用。

ISO模型

我们通常从ISO/OSI参考模型的角度来理解基于Ethernet的总线技术之间的联系。该模型详细描述了网络中数据传输的手段和方法。

如图所示，每一层都有特定的名称和功能。某些协议使用所有七个层次进行通信，而其他协议则只使用其中的部分。

接下来的部分将引用ISO/OSI模型中的通信层来解释以太网和PROFINET的核心原则和机制。

基础知识

首先，我们明确一下什么是以太网？

IEEE 802.3定义了以太网的标准。以太网位于ISO/OSI模型的第1层（物理层）和第2层（数据链路层）。以太网帧包含诸如发送者和接收者的MAC地址、虚拟局域网（VLAN）标记以及服务质量（QoS）等信息。

以太网用于在局域网中连接节点。以太网网络中的物理链路可以是双绞线电缆或光纤电缆。由于其速度、经济性和多功能性，以太网已成为全球最常用的通信介质，广泛应用于家庭、企业、工厂和基础设施中。

其次，我们需要详细了解以太网和工业以太网的区别：

以太网和工业以太网在本质上是相同的。唯一的区别在于，工业以太网使用更坚固的硬件进行以太网数据交互。

例如，基于以太网的通信所使用的电缆在不同应用中可能会有显著差异。根据它们的网络特性（即，Cat 5、Cat 6、Cat 7），可以对以太网电缆进行分类。除此之外，它们可以被分类为商用以太网（通常称为“以太网”）或工业以太网。在传输线上，以太网和工业以太网是相同的。它们的规格（即，传输速度和带宽）适用于不同类型的电缆。

然而，它们的目标应用不同。商用以太网硬件不适合在工业环境中使用。它更适合于标准的消费者环境，如家庭和办公网络。在这些地方，电缆不会暴露在极端的环境条件或过度的压力下。

在工厂地面上，商用以太网电缆容易损坏和断裂。在工业应用中使用商用以太网硬件风险极高，因为硬件故障可能会导致关键信息中断和高昂的成本。工业以太网电缆和硬件是为工业应用设计的。工业环境的特点是具有挑战性的条件，如极端的温度、湿度、震动和电磁干扰。工业以太网硬件坚固耐用，其布线采用屏蔽和护套进行保护。

最后，我们回顾一下什么是Profinet？

PROFINET是一种基于工业以太网的解决方案。它是一种通信协议，用于在控制器和设备之间交换数据。控制器可以是可编程逻辑控制器（PLC）、分布式控制系统（DCS）或可编程自动化控制器（PAC）。设备可以是输入/输出模块、视觉系统、RFID阅读器、驱动器、过程仪表或其他传感器和执行器。

PROFINET位于ISO/OSI模型的第7层（应用层）。它定义了周期性和非周期性通信，如诊断、功能安全和警报。再次强调，PROFINET基于标准以太网作为其通信介质。在工厂地面上使用以太网带来许多好处，例如：

高带宽大消息尺寸灵活的拓扑选项广阔的地址空间Profinet vs Ethernet

PROFINET和以太网是互补的技术，它们在自动化网络中扮演着不同的角色。以太网（第1层和第2层）定义了电线上的信号、如何访问总线以及如何在局域网中发送和接收帧。

PROFINET是一个应用层（第7层）；它允许用户构建网络配置并定义组件之间的数据交换。下图可以清楚地了解两者的关系和不同。

常见问题

1.“PROFINET是...以太网吗？”

PROFINET是一个基于以太网的应用。将PROFINET与以太网进行比较，就像比较我们所说的话（内容）和我们使用的电话（载体）——两者都是通信所需的。

2.“PROFINET网络可以使用标准的以太网硬件吗？”

标准的以太网硬件，如商用以太网电缆、连接器和交换机，可以在PROFINET网络中使用。PROFINET不要求使用专门的硬件。然而，不推荐在工业环境中使用商用以太网硬件，因为这些组件并没有为这项任务适当配备。PI强烈建议使用为工厂地面建造的工业级网络组件。这些组件能够在这样具有挑战性的环境中生存，并减少因硬件故障/损坏而导致的昂贵的停机时间和维护风险。

3.“PROFINET和以太网可以使用同一个交换机吗？”

由于PROFINET基于标准未修改的以太网，网络不仅限于PROFINET报文。PROFINET可以与同一网络中的其他基于以太网的协议（例如，MQTT、SNMP、OPC UA、HTTP）共存，并共享网络基础设施，如交换机和布线。在PROFINET应用中的以太网交换机交互所有以太网信息，无论它们的应用是什么。

参考链接：

https://www.php.cn/link/cfb5325c83ad40797068e162c50ee5a0