IC693MDL645  我们最终（也许影响力）的变化是能够在过程控制应用中支持从终端节点到企业云的无缝连接，如图5所示。迄今为止，与终端的连接一直受到现有4 mA至20 mA或可用现场总线技术的 限制。在许多实施方案中，这些都是硬连线的点对点连接，限制了网络随时间发展和扩增的灵活性。这些并非基于以太网的现场通信面临几个挑战。首先，非常有限的带宽（例如，HART®采用4 mA至20 mA的带宽为1.2 kbps）限制了信息流的数量和速度。其次，仪器仪表本身的功率输入有限，限制了仪器仪表的功能。最后，控制和IT级别的网关开销不可持续。另外，在0区的本质安全环境内运行，并尝试利用现有线缆网络来支持更快速、更低廉的调试也是一项挑战。

这些都推动10BASE-T1L全双工通信的IEEE 802.3cg-2019™标准不断发展。这项标准最近已获得批准，定义了通过长达1 km的单对双绞线供电实现10 Mbps全双工通信的相关规范。现在，数据将作为以太网数据包在传感器中使用，并通过以太网数据包的形式在OT和IT基础设施中传输。无需进行转换（会导致延迟，消耗功率和产生成本开销）。现有的网络架构将发生变化（如图5所示），远程I/O单元将转换为以太网现场交换机。现在通过10BASE-T1L多端口现场交换机，可以在控制器与现场仪器仪表之间进行以太网指令传输。在现场节点获得的见解信息则可以作为以太网数据包（具备更高带宽）通过现场交换网络传输给PLC/DCS，最终传输到云。

有几大独特优势，可以推动从传统现场总线向工业以太网转变。首先，可重复利用现有的布线基础设施（长达1 km），从而简化部署并降低改造成本。其次，通过电缆传输到仪器仪表本 身的可用功率以前限制在36 mW（采用4 mA至20 mA部署时的值），目前在0区（本质安全应用）中可以达到60 W（取决于电缆）或500 mW。额外的可用功率现在可支持具备终端智能和更 多功能的仪器仪表。配合目前可用的10 Mbit上行链路速度，预期可以提供更多的洞察信息，从而实现工业4.0的效率。

目前有哪些可用技术？

需要将强大的低延迟、低功耗物理层新技术与可扩展交换机架构相结合，以支持自动化网络的发展。ADI一直处在工业以太网发展的前沿，我们利用丰富的自动化领域专业知识和先进技术不断开发广泛的解决方案产品组合，旨在确保在工业应用中可靠交付时间关键型数据，实现无缝连接和高效运行。ADI的Chronous™可扩展以太网解决方案产品组合包括物理层设备(PHY)、嵌入式交换机，以及采用多协议软件的完整平台解决方案。这些都经过充分测试和验证，可加快产品上市速度。

主要解决方案包括：

ADIN1200, 行业领先的10 Mbps/100 Mbps工业以太网物理层设备，具备增强型功能集，可靠性通过验证。

ADIN1300, 行业领先的低延迟、低功耗千兆物理层设备，可 靠性通过验证，适合严苛的应用环境。

fido5200/fido5100,，实时嵌入式双端口多协议交换芯片，支持多种可用的TSN功能。新TSN功能可以通过可用的固件更新来实现。还支持多协议软件更新，可通过ADI Chronous开发人员门户获取。

可靠性通过验证、可扩展且完整的以太网解决方案可以简化系统设计并缩短开发时间，ADI Chronous就是针对客户需求专门设计的这样一款解决方案。它是日臻完善的可扩展以太网方案。

为了支持这种过渡，为传统的现场设备提供网络连接，ADI开发了一种称为软件可配置I/O的新技术(AD74413R)。这将有助于开发现场可配置远程I/O单元，以实现传统仪器仪表与高层级以太网网络的融合。

安全性如何？

以太网存在安全漏洞，而安全性是影响工业4.0技术普及的关键问题之一。如果在OT和IT之间以及从终端到云的整个企业范围内创建开放的信息流，安全漏洞可能造成毁灭性影响。

在规划工业4.0战略时，安全性应该是一个基本风险管理考虑因素。但是，在当今日益复杂的网络中构建安全性并不容易；需要采用多层方法确保系统本身是安全的——无论是终端设备、 控制器还是网关和堆栈。ADI Chronous产品系列能够在系统的每个节点都提供安全性，同时较大限度地减少功耗、性能和延迟方面的权衡。

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