以太网与工业以太网是两种不同的网络类型，它们在设计初衷、运行环境、性能要求等方面存在显著差异。本文将详细探讨以太网和工业以太网的区别，以及各自的优缺点。
以太网是一种基于IEEE802.3标准的局域网技术，它能够在光缆和双绞线上进行数据传输。以太网最初是在1972年由Xerox PARC公司开发的，目前其传输速率已经发展到了10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s甚至更高的速率。以太网采用星型和总线型结构，但存在一些固有的缺陷。
一、通信的非确定性
以太网采用CSMA/CD（载波侦听多路访问/碰撞检测）协议进行通信，这种机制在数据传输中会引起延迟。当网络负荷较大时，网络传输的不确定性会增加，这在工业控制中是不可接受的。工业控制系统要求数据传输具有高确定性，以便在数十毫秒内准确更新数据。CSMA/CD机制下，发生冲突时数据重发可能多达16次，这种以时间换取传输完整性的做法，可能导致生产停滞或安全事故。
二、通信非实时性
实时性是指系统对事件反应的可预测性。在工业控制领域，对实时性要求非常高，通常需要在几十毫秒内完成数据的更新。以太网由于CSMA/CD机制，在网络负荷较大时难以满足这种实时性要求。
三、稳定性和可靠性问题
商用以太网并不是为了工业应用而设计的，它没有考虑到工业现场恶劣的工作条件和环境干扰。以太网的抗干扰性能差，例如电磁干扰（EMI），在危险环境中不具备本质安全性。工业网络必须保证可靠性、可恢复性以及可维护性，即使网络组件发生故障，也不能导致整个系统的崩溃。此外，在易燃易爆或有毒气体环境中工作的设备，必须采取防爆技术措施确保安全。网络安全问题也不容忽视，工业网络容易受到病毒感染、黑客攻击等网络安全威胁。
四、总线供电问题
工业现场中有许多设备需要通过连接的线缆获得工作电源，即所谓的总线供电。而传统以太网在设计之初并未考虑这一需求。
由于存在上述问题，普通商用以太网无法直接应用于工业现场控制。为了解决这些问题，工业以太网应运而生。工业以太网在网络设计上对实时性、稳定性和可靠性方面进行了优化，能够在恶劣的工业环境中稳定工作，并满足实时控制的需求。工业以太网允许高速数据传输，同时保证了网络的稳定性和安全性，从而在工业自动化和控制领域得到了广泛应用。
随着互联网技术的发展与普及，以太网技术也在不断进步，包括传输速率的提高和交换技术的发展，这些都使传统商用以太网存在的问题逐渐得到解决。未来，以太网和工业以太网有望在更多领域实现更深层次的融合和互补。
