以太网是有线网络的数据传输技术，是本地家庭或办公网络（LAN，局域网）传输数据包的标准。
在这样的网络中，所有连接的电子设备，如计算机、打印机和服务器，都可以通过局域网电缆相互通信。
数据通过以太网发送和接收。以太网不能像无线局域网那样通过无线方式工作，而只能通过有线方式工作。在联网的工业环境中，有线以太网的数据传输速率和可靠的传输稳定性远远高于无线局域网（WLAN）。
美国电气和电子工程师协会（IEEE）通过 IEEE 规范 802.3，定义并规范了以太网网络协议及其数据包结构。
以太网的相关性
以太网标准始于 20 世纪 70 年代。然而，当时只能实现非常低的传输速率。在过去的几十年里，数据传输技术稳步发展，，速度可达 10,000 Mbit/s 或 10 Gbit/s。这也被称为千兆位以太网。
随着工业 4.0 和物联网的出现，进一步开发数据传输可能性的时机已经到来。这种新的经济环境要求IT 系统从楼宇和办公网络与工业机器网络 。这改变了通信类型，从而也改变了对数据传输的要求。
人们很快就发现，传统以太网的楼宇布线特性已无法满足工业环境的需要。
以太网 "究竟是什么意思？
乙醚
古希腊语，源于以太理论，意为 "天堂"。前几个世纪，人们认为以太是电磁波在空间传播的介质。
净值
什么是以太网：以太网与工业以太网
工业以太网是传统办公局域网以太网的继承者，主要用于工业生产中的数据通信。这是有充分理由的：它提供了实时无缝的网络基础设施。多种应用领域，从现场级 和控制级 到企业管理级 （用于订单协调的制造执行系统 [MES]和用于物料计划的企业资源计划 [ERP]）。
工业以太网技术还提供了非常大的地址空间。通过 IPV6 寻址，可以实现节点数量几乎不受限制的网络。大量数据可通过铜缆以高达 40 Gbit/s 的高速同时传输。这也适用于远距离数据通信：与铜缆相比，光纤电缆的传输距离可达 80 千米。使用交换机和路由器可轻松扩展和分段网络。
说到自动化，通信流程通常跨越多个层面。当现场总线的功能无法满足需要时，工业以太网就会被用于工业自动化领域。毕竟，工业以太网的优势在于：
- 在自动化金字塔的多个层面建立网络的可能性
- 数据传输明显加快
- 改进实时属性
- 更高的技术性能
- 传输更大的数据量
- 整合安全协议
可连接无线网络
通过无线局域网 ，使用无线技术 在网络内无线 传输数据 。智能无线解决方案在工业领域也越来越受欢迎。这样就形成了一个复杂的、动态设计的无线电场。
无线网络和有线网络之间可以传输数据，这意味着无线局域网和以太网可以相互通信。
无线技术的优势
- 移动网络参与者与固定参与者的连接
- 与涉及旋转应用的场景（如旋转木马或起重机）连接
- 在建筑物边界或水域上建造无线网桥
- 与难以接触的参与者沟通
无线技术的缺点
- 无线电波在障碍物处发生衍射
- 无线电波会被障碍物反射
- 无线电波通过时会衰减
- 无线电波可在未经授权的情况下被拦截和利用
无法使用无线网络时
在工业生产中，使用有线解决方案仍然具有最大的优势。电缆是一种排他性的、一致的介质，具有固定的传输特性，并能清楚地识别网络参与者。使用以太网作为数据传输技术的任何人都可以使用铜缆或光缆来分配数据包。
在下面了解有关以太网技术关键协议标准的更多信息：
PROFINET 是欧洲领先的开放式工业以太网标准，适用于工业自动化技术的所有领域。这种通信系统可通过工业以太网在控制器设备和现场设备之间实时交换数据。PROFINET 是 PROFIBUS 现场总线协议标准的继承者，由 PROFIBUS 和 PROFINET 国际（PI）用户组织负责标准化。LAPP 在进一步开发 PROFINET 方面发挥着积极作用。
PROFINET的实时功能使控制器设备和现场设备能够实时通信。为此，无需对网络组件提出额外要求。在没有任何时钟同步的情况下，交换数据的周期时间约为 10 毫秒。实时功能用于远程输入/输出系统等。
当涉及到需要时钟同步的特殊应用时，例如伺服驱动器的同步，必须在控制器设备和现场设备之间使用同步通信，如PROFINET的IRT（同步实时）功能所提供的那样。IRT 网络对硬件提出了更多要求，不再允许使用标准以太网交换机。数据交换周期小于 1 毫秒。
EtherNET/IP 是一种用于控制和自动化系统的工业总线系统，在美洲地区的应用日益广泛。
EtherNET/IP 使用标准以太网硬件运行，并使用 TCP/IP 和 UDP 传输协议。它还使用构成网络应用层的应用协议 CIP（通用工业协议）。这种开放式工业标准的一个主要优势是，很容易将现有的现场设备与串行 RS 接口集成。通信服务为自动化应用提供来自现场的周期性和时间性关键数据。
然而，由于这种网络能够实现“仅”10 ms 左右的循环时间，因此通信标准本身并不适合处理同步伺服操作 （< 1 ms） 的苛刻实时要求。因此，对于需要时钟同步的应用，协议扩展到包括 MotionSync 和 CIPSync。
EtherNET/IP 由开放设备网供应商协会 (ODVA) 负责维护和进一步开发。LAPP 是 ODVA 的成员，在进一步开发 EtherNET/IP 系统方面发挥着积极作用。
在亚洲，CC-Link IE 是 CC-Link 现场总线系统基于以太网的领先后续标准。在工业应用中，CC-Link 作为现场总线系统的功能已达到极限，因此需要使用功能更强大的 CC-Link 工业以太网功能来管理更大的数据量。这一高速数据传输标准可提供 Gbit 级性能的实时协议，目前可在一个网络内连接多达 120 台设备。CC-Link IE 有多种版本，包括 CC-Link IE Field（用于在现场级交换数据）、CC-Link IE Control（用于在控制级交换数据）、CC-Link IE Safety（用于连接安全控制器进行安全通信）和 CC-Link IE Field Motion（用于同步伺服驱动器）。
LAPP 是 CLPA（CC-Link 合作伙伴协会）用户组织的成员，在进一步开发该标准方面发挥着积极作用。下面提供的许多组件都已按照 CLPA 规范进行了认证。
EtherCAT 是一种广泛应用于工业以太网的协议，可确保高速以太网。该名称代表控制自动化技术以太网，就吞吐率和实时性而言，被认为是特别快速的以太网。
在通信方面，EtherCAT 使用标准以太网帧和可处理数据包。这些数据包由以太网报头、EtherCAT 报头、1 至 15 个 EtherCAT 数据报和用于检测位错误的测试机制组成。
控制由一个通信系统提供，该系统包括一个主站和一个或多个从站。主站向从站发送 TARGET 条件，从站返回 ACTUAL 条件。例如，可以传输控制指令，回答有关机器当前状态的问题。
主站根据获取的数据创建 EtherCAT 图表，并将其发送给连接的从站。如前所述，EtherCAT 的特别之处在于其速度。具体做法如下：当数据包仍在从站中运行时，每个从站只从图表中获取适用于自己的目标条件，并直接插入自己的实际条件。任何不属于相应从属设备的数据都不会被处理，而是立即转发。即使连接的从属设备数量很多，通信时间也非常快，因为每个从属设备的吞吐延迟仅为几个纳秒。
有效控制实时关键数据的 TSN 标准
TSN是Time-Sensitive Networking（时间敏感网络）的简称，描述了，太网网络中控制和优先处理数据流的一种方法 。然而，以太网 TSN 并不是一个独立的通信协议，是 一套定义协议功能的标准 。这些功能定义 可用于不同的协议，如 PROFINET。
制定 TSN 标准的目的是将信息技术与工业工程巧妙地结合起来。为此，它需要实时关键应用的数据传输，如安全相关组件的信号采集。
通过定义和扩展现有的以太网标准，TSN 实现了 IT 与联网机器和设备之间的融合。通过有效控制实时关键数据和数据密集型应用，以太网网络可通过一根普通以太网电缆实现。