智慧制造推动 工业乙太网路已成主流

相较于Fieldbus有连结数量、频宽及距离的限制，乙太网路的开放特性，也成为自动化设备商的优先选择，市场认为，乙太网路受青睐的最重要的原因，就是可以将现场端开放连结到Internet，产生了无限宽广的想像。

图九 : Velmenni计画利用航空器内的灯光来完成以Li-Fi为基础的区域网路。

传统Fieldbus仅能针对点对点的连结，不管如何只能透过线路的连结；对乙太网路来说，相对而言就有更多的想像，不过，现况上在商用环境中被广泛应用的乙太网路，运用到工业环境，则仍有一些限制。...

举例来说，如果一般在网际网路上查询资料，花个十几秒还是可以忍受的延迟，因为这并不影响得到资料的品质；但在工业环境上，因为自动化必须考量资讯整合，以及命令下达与反应的即时性，稍微延迟就成为资讯传输甚或控制的极大障碍，因此在工业环境下应用乙太网路就成为一大赌注。

工规乙太网路频宽管理设计

也因此，在发展工业乙太网路时，原先应用于商业环境的规格，就受到相当大的挑战，因此如何达到稳定地即时传输，是目前各个工业通讯厂商都在强化的技术，传统商规的乙太网路设计，在一定程度中允许资讯封包碰撞，但此一设计进入要求较严格的工业环境，就变的较为尴尬；在工业环境中封包碰撞之时，谁来决定资讯重送以及以什么频率重送，就成为巨大挑战。此外，传统的商规乙太网路设备的设计，主要针对较为环境较为单纯的办公空间，因此无需针对干扰与环境限制进行防护设计，甚至关键的网路设备更隔离于资料中心机房内；当乙太网路由商规转换到工规时，这些部分则必须重新考量。

在工业环境中，网路设备可能会暴露于各种危险环境，包括高温、高水气与潮湿、灰尘、粉尘、油污、化学污染品、设备震动、电源品质、电压及电磁干扰等，工业级乙太网路就必须针对这些部分重新设计，才能抵御这些会损害网路稳定性的因素。

在工业环境中，网路设备可能会暴露于各种危险环境，包括高温、高水气与潮湿、灰尘、粉尘、油污、化学污染品、设备震动、电源品质、电压及电磁干扰等，工业级乙太网路就必须针对这些部分重新设计，才能抵御这些会损害网路稳定性的因素。进入工业控制，由于传统的Fieldbus通讯模式，多是单一由控制端直接下指令给现场端，让现场根据指令来进行动作，在封闭而单向的环境中，导入乙太网路的确不会造成相当的混乱，但这样的设备提升效果相当有限；不过由于可整合Internet，让控制从现场延伸到远端，适度提升了控制的能力，这已是不可避免的趋势，当优势大于劣势，自然仍让厂商持续投入工业乙太网路的研发。

但最基本的环节，一般工业通讯的应用仍然是让Fieldbus与工业乙太网路整合应用。

正如前言，在现场端基本上仍是多以「单向控制指令」为最基础的应用形式，因为现场端设备的使用寿命较长，基本上仍以传统Fieldbus的通讯I/O为主；而到后端则应用乙太网路与Internet连结，进行系统的整合应用，这样的交叉运用兼具成本与技术考量，针对不同需求达成的最佳化，所以多数台湾厂商均认为，短期内Fieldbus仍然不会退出工业通讯市场，而且因其成本较低、应用简单，短期之内还会有小幅成长。

此外，像在包括影像监控等应用模式上，对于点对点对应时间并非极端严格，利用现有乙太网路造成的微小延迟亦并非无可忍受，加上乙太网路频宽并非随时都很繁忙，发生延迟的机会并不常见，对于资讯传递上并非「无法忍受」，因此这类资讯传递的工作，让频宽较宽的乙太网路处理，成为自动化厂商的选择。

工业乙太网路标准出炉此一选择，多是针对现况乙太网路的限制而发展出来的解决方案，从乙太网路进展到工业乙太网路，

就目前发展来看，工业乙太网路的声势日隆，原因在于智慧制造的概念逐渐扩散到制造产业，工业乙太网路可让工厂端的OT系统与企业端的IT系统紧密互联，落实工业4.0愿景，因此放眼未来，工业乙太网路将逐渐成为工业通讯主流。