EtherCAT - 以太網現場總線
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圖4: EtherCAT：符合IEEE 802.3 [3]的標準幀
從站到從站的通訊則有兩種機制以供選擇。一種機制是，上游設備和下游設備可以在同一周期內實現通訊，速度非常快。由于這種方法與拓撲結構相關，因此適用于由設備架構設計所決定的從站到從站的通訊，如打印或包裝應用等。而對于自由配置的從站到從站的通訊，則可以采用第二種機制—數據通過主站進行中繼。這種機制需要兩個周期才能完成，但由于EtherCAT的性能非常卓越，因此該過程耗時仍然快于采用其他方法所耗費的時間。
按照文獻[3]所述，EtherCAT僅使用標準的以太網幀，無任何壓縮。因此，EtherCAT 以太網幀可以通過任何以太網MAC發送，并可以使用標準工具（如：監視器）。
3.2 拓撲
EtherCAT幾乎支持任何拓撲類型，包括線型、樹型、星型等（參見圖5）。通過現場總線而得名的總線結構或線型結構也可用于以太網，并且不受限于級聯交換機或集線器的數量。
圖5: 靈活的拓撲結構：線型、樹型或星型拓撲
還可以選擇不同的電纜以提升連線的靈活性：靈活、經濟的標準超五類以太網電纜可采用100BASE-TX模式傳送信號；塑封光纖（PFO）則可用于特殊應用場合；還可通過交換機或介質轉換器實現不同以太網連線（如：不同的光纖和銅電纜）的完整組合。
快速以太網的物理層（100BASE-TX ）允許兩個設備之間的最大電纜長度為100米。由于連接的設備數量可高達65535，因此，網絡的容量幾乎沒有限制。
3.3. 分布時鐘
精確同步對于同時動作的分布式過程而言尤為重要。例如，幾個伺服軸同時執行協調運動時，便是如此。 最有效的同步方法是精確排列分布時鐘（請參閱IEEE 1588標準[6]）。與完全同步通訊中通訊出現故障會立刻影響同步品質的情況相比，分布排列的時鐘對于通訊系統中可能存在的相關故障延遲具有極好的容錯性。
采用EtherCAT，數據交換就完全基于純硬件機制。由于通訊采用了邏輯環結構 （借助于全雙工快速以太網的物理層），主站時鐘可以簡單、精確地確定各個從站時鐘傳播的延遲偏移，反之亦然。分布時鐘均基于該值進行調整，這意味著可以在網絡范圍內使用非常精確的、小于1 微秒的、確定性的同步誤差時間基（參見圖6）。而跨接工廠等外部同步則可以基于IEEE 1588 標準。
圖6: 同步性與一致性：相距電纜長度為有120米的兩個分布系統，
帶有300個節點的示波器比較
3.4 性能
EtherCAT使網絡性能達到了一個新境界。借助于從站硬件集成和網絡控制器主站的直接內存存取，整個協議的處理過程都在硬件中得以實現，因此，完全獨立于協議堆棧的實時運行系統、CPU 性能或軟件實現方式。1000個I/O的更新時間只需30 μs，其中還包括I/O周期時間（參見表1）。單個以太網幀最多可進行1486字節的過程數據交換，幾乎相當于12000個數字輸入和輸出，而傳送這些數據耗時僅為300 μs。
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