Ethernet Powerlink je komunikační protokol v reálném čase pro použití v sítích Ethernet , otevřeně standardizovaný organizací Ethernet Powerlink Standardization Group (EPSG). Technologie byla vyvinuta rakouskou společností B&R v roce 2001 [1] .
Ethernet Powerlink rozšiřuje standard Ethernet o smíšené mechanismy dotazování a technologii časového segmentování .
V moderních implementacích může být trvání intervalů menší než 200 µs a jitter (přesnost časování) může být menší než 1 µs.
Powerlink byl standardizován skupinou Ethernet Powerlink Standardization Group , která byla založena v červnu 2003. Pracovní skupiny se zaměřily na otázky jako bezpečnost, technologie, marketing, certifikace a koncoví uživatelé. EPSG spolupracuje s normalizačními organizacemi a asociacemi, jako je CAN in Automation ( CiA ) a International Electrotechnical Commission ( IEC ).
Protokol byl původně definován pro fyzickou vrstvu založenou na 100Base-TX ( Fast Ethernet , 100 Mbps přes kroucenou dvojlinku). Na konci roku 2006 byla vyvinuta varianta Ethernet Powerlink pro gigabitový Ethernet (1 Gbps).
V sítích Powerlink Ethernet (v segmentu sítě, který vyžaduje síť v reálném čase) se doporučuje používat rozbočovače místo přepínačů , aby se minimalizovala latence a jitter. Pro návrh sítí Powerlink Ethernet se používají pokyny pro kabeláž IAONA ( Průmyslový Ethernet Planning and Installation Guide ). Jako konektory jsou použity oba běžné ethernetové konektory 8P8C (RJ45) a M12.
Linková vrstva Ethernet je rozšířena o další mechanismus pro plánování výměn na sběrnici. Jsou zavedeny vyhrazené časové intervaly, ve kterých je povolen přístup ke sběrnici pouze jednomu ze zařízení. Celý čas sběrnice je rozdělen na izochronní a asynchronní fáze. Během izochronní fáze jsou přenášena časově kritická data. Asynchronní fáze umožňuje přenos značného množství dat, u kterých nejsou vyžadovány garance dodacích lhůt. Řídící uzel ( MN ) rozděluje časy přístupu k médiím odesíláním speciálních řídicích zpráv. Výsledkem je, že v každém daném okamžiku má přístup k síti pouze jeden uzel (nazývaný CN). Tento řídicí systém zabraňuje kolizím, které by mohly nastat na starších ethernetových sítích využívajících spíše rozbočovače než přepínače jako v modernějších sítích.
Ethernet Powerlink nepoužívá algoritmus pro rozlišení kolizí CSMA/CD , protože by to vedlo k nedeterministickým dobám doručení paketů.
Po spuštění sítě reálného času na bázi Ethernet Powerlink začínají platit záruky na dodací lhůty. Plánování hlavního cyklu provádí řídicí uzel. Celková doba cyklu závisí na množství izochronních dat, asynchronních dat a počtu uzlů dotazovaných v každém cyklu.
Hlavní cyklus se skládá z následujících fází:
Konkrétní záruky v reálném čase závisí na přesnosti provedení hlavní smyčky. Délka každé z fází se může lišit. Poměr mezi izochronními a asynchronními fázemi lze upravit v určitých mezích.
Kromě přenosu izochronních dat lze v každém hlavním rámci použít režim multiplexování, kdy některé uzly mohou sdílet své sloty, aby se zvýšila rychlost přenosu dat.
V robotice a velkých systémech se také používá speciální technika řetězení odpovědí na dotazování .