總線專題：第六講 PROFINET（上）

通過比較Arcnet網絡與以太網在不同網絡負荷下的通信響應性能（如圖2）所示。

圖中橫坐標為負載的百分數，縱坐標為響應時間（以對數為刻度）。圖中兩條曲線，一條為美國Leeds&Northrup公司的令牌網（Arcnet）；另一條為CSMA/CD的以太網。可以看出，當網絡負荷低于25%，以太網的響應速度要比Arcnet網要快。如果通過仔細設計，對系統中的網絡節點數量和通信流量進行控制，使網絡負荷低于10%，則完全可以采用以太網來取代Arcnet網等令牌網。當網絡負荷低于5%時，網絡上碰撞的概率幾乎可以為零。

3）采用全雙工通信

所謂全雙工通信是相對于單工通信和半雙工通信而言的。現就這三種通信方式進行說明。圖3就可以說明這三種通信線路的工作方式。

?單工通信

單工通信是指所傳送的信息始終朝著一個方向，而不進行與此相反方向的傳送，如圖3（a）所示。設A為發送終端，B為接收終端，數據只能從A傳送至B，而不能由B傳送至A。單工通信線路一般采用兩線制。

‚半雙工通信

半雙工通信是指信息流可以在兩個方向上傳輸，但同一時刻只限于一個方向傳輸，如圖3（b）所示。信息可以從A傳至B，或從B傳至A，所以通信雙方均有發送器和接收器。要實現雙向通信必須改換信道方向。半雙工采用兩線制線路，當A站向B站發送信息時，A站將發送器連接在信道上，B站將接收器連接在信道上；而當B站向A站發送信息時，B站則要將接收器從信道上斷開，并把發送器接入信道，A站也要相應地將發送器從信道上斷開，而把接收器接入信道。這種在一條信道上進行轉換，實現A→B與B→A兩個方向通信的方式，稱為半雙工通信。

ƒ全雙工通信

全雙工通信是指系統能同時進行如圖3（c）所示的雙向通信。他相當于把兩個相反方向的單工通信方式組合在一起。這樣就需要4線制。

4）采用交換機（switch）

由于有些搞控制技術的人不熟悉通信技術，因此往往有人將通信方面所使用的switch(交換機)理解或譯成為開關或轉換開關，或將seitch.technolog(交換技術)理解為切換技術。實際上，通信所用的交換機與控制所用的開關在結構和功能上二者截然不同。二者完全不是一回事。

交換機（switch）在通信網絡上相當于一個網橋，因此用若干個交換機可將網絡劃分為若干網段，以太網交換機由于具有數據存儲、轉發的功能，使其各端口之間輸入和輸出的數據幀能夠得到緩沖，不再會發生碰撞；同時交換機還可以對網絡上傳輸的數據進行過濾，使每個網段內節點之間數據的傳輸只限在本機網段內進行，而不需經過主干網，也不占用其它網段的帶寬，從而降低了所有網段和主干網的網絡負荷。

如果采取了上述措施，即采用了星形網絡拓樸結構的交換機和全雙工通信以后（見圖4）能夠有效地避免沖突，滿足了實時性和確定型的要求。

從圖4中可以看出交換機位于星形的中心，各個現場設備（變速器、執行器等）都與交換機的各端口實現點與點的連接，把傳統以太網一次只能為一個用戶服務的“獨占”的網絡結構，轉變為一個平行處理系統，為每個用戶提供一條交換通道而各不相擾。

2.PROFINET的通信結構模型

PROFINET的通信結構模型見圖5。圖中左邊是ISO的OSI模型，可與右邊的PROFINET的模型相對照。PROFINET只應用了OSI的1（物理層），2（鏈路層），3（網絡層），4（傳輸層）和7（應用層）。圖中DCOM為分布式組件對象模型，也是COM的擴展，他通過網絡進行通信；RPC為遠程程序調用；UDP為用戶數據報文協議；TCP為傳輸控制協議，IP為互聯網協議，而RFC則為一種事實上的標準。IEEE為美國電氣、電子工程師協會的標準，如IEEE802.3，若為ISO（國標標準化組織）所采納，往往在其前加上8字和ISO8802.3。