以太網(wǎng)，作為一種創(chuàng)新的草根技術(shù)，正以它平等、開放、競爭的精神和基因，給高技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶來前所未有的機會和正能量。以太網(wǎng)歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，如今在工業(yè)、軍事、太空以及汽車制造等產(chǎn)業(yè)獲得廣泛應(yīng)用，并且不斷發(fā)展、進步，給人們的生活帶來了創(chuàng)新與活力。

工業(yè)以太網(wǎng)

工業(yè)以太網(wǎng)是應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的以太網(wǎng)技術(shù)，在技術(shù)上與商用以太網(wǎng)(即IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn))兼容。但在產(chǎn)品設(shè)計時，其材質(zhì)的選用、產(chǎn)品的強度、適用性以及實時性、可操作性、可靠性、抗干擾性、安全性等，必須能滿足工業(yè)現(xiàn)場需要。

應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)必須具備遠(yuǎn)程、智能、實時控制和對惡劣工業(yè)環(huán)境的適應(yīng)等一系列的性能。通常情況下，人們習(xí)慣將工廠中的應(yīng)用劃分為信息層、控制層和現(xiàn)場層，而工業(yè)以太網(wǎng)正是基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)企業(yè)從現(xiàn)場控制層到管理層“一網(wǎng)到底”的無縫信息集成。

今后Ethernet和TCP/IP技術(shù)將成為器件總線和現(xiàn)場總線的基礎(chǔ)協(xié)議，以太網(wǎng)技術(shù)正在加速進入每一個工業(yè)應(yīng)用環(huán)境。而關(guān)于工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用，就有過一個成功的案例。

2010年，在智利圣澤西銅礦營救33名被困礦工的大行動開始之前，救援人員利用一臺加固的以太網(wǎng)交換機對井下情況進行了評估。這臺小型(3*5英寸)工業(yè)以太網(wǎng)非管理型交換機和一部捆綁在其上的相機安裝在了“鳳凰”救援密封艙內(nèi)。聯(lián)網(wǎng)相機的任務(wù)就是要獲取井下圖像，準(zhǔn)確探測隧道內(nèi)巖石的結(jié)構(gòu)，以便確定人是否能通過，最終成功營救被困礦工。

救援示意圖

未來，工業(yè)以太網(wǎng)將在工業(yè)企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)中的現(xiàn)場設(shè)備之間的互聯(lián)和信息集成中發(fā)揮越來越重要的作用。

軍事以太網(wǎng)

2013年6月，美國馬里蘭州的海軍航空專家為諾格公司MQ-8火力偵查無人飛行器尋找加固型以太網(wǎng)交換機，并最終在GE公司的智能平臺上找到了解決方案。當(dāng)時，馬里蘭州海軍航空系統(tǒng)司令部已經(jīng)計劃與GE公司簽訂一份關(guān)于購買15個RES-210型加固以太網(wǎng)交換機的合同，該加固以太網(wǎng)交換機將用于火力偵查無人直升機。

MQ-8火力偵察無人飛行器

火力偵查無人直升機可從陸上基地或各種睡眠艦艇上提供偵查、態(tài)勢感知和精確瞄準(zhǔn)?；鹆刹榫邆淠K化任務(wù)載荷能力，使其能夠完成反潛站、水面戰(zhàn)、水雷戰(zhàn)等作戰(zhàn)任務(wù)。

GE公司是唯一一家能夠滿足火力偵查無人機要求的加固以太網(wǎng)交換機制造商，該公司的RES-210加固以太網(wǎng)交換機是在2009年推出的，專為部署在惡劣環(huán)境而設(shè)計制造，例如高海拔、震動、沖擊、極端溫度、濕度及鹽霧的軍事平臺上。RES-210加固以太網(wǎng)交換機是在GE的CP923RC吉比特以太網(wǎng)交換機的基礎(chǔ)上研制的，并封裝于小型加固機箱內(nèi)，可運行于GE的OpenWare交換機管理環(huán)境，提供集成管理服務(wù)，包括配置、監(jiān)控、開關(guān)控制、尋址、路由和所有支持的協(xié)議。可通過串行控制臺實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)訪問配置和監(jiān)控功能，所支持的訪問方式包括Telnet、SSH和SNMP。

此外，RES-210加固以太網(wǎng)交換機小巧輕便，配有10個端口，速率達吉比特，可用于尺寸和重量受限的環(huán)境。該以太網(wǎng)交換機還可支持IPv6和IPv4，符合MIL-STD-704E和MIL-STD-1275B標(biāo)準(zhǔn)，可用于飛機、地面車輛和其他軍事平臺。

太空以太網(wǎng)

以太網(wǎng)技術(shù)涉及的領(lǐng)域已經(jīng)比人們曾經(jīng)預(yù)想得要廣泛得多，2009年4月14日，美國航天局(NASA)與德國的以太網(wǎng)供應(yīng)商TTTech簽署了一項協(xié)議，為太空應(yīng)用建設(shè)高容錯(Fault-tolerant)性的網(wǎng)絡(luò)。

TTTech開發(fā)了一套成為TTEthernet的時間觸發(fā)型服務(wù)，該服務(wù)是在IEEE 802.3 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上開發(fā)的。TTTech公司表示，該項服務(wù)技術(shù)支持同步、高可靠性的嵌入式計算和聯(lián)網(wǎng)。

據(jù)供應(yīng)商介紹，TTEthernet能讓人為分割的多媒體數(shù)據(jù)流、關(guān)鍵控制數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)消息在一個網(wǎng)絡(luò)里流動，而不會發(fā)生信息堵塞或相互影響，這樣做是為了設(shè)計先進的綜合系統(tǒng)而避免以太網(wǎng)技術(shù)的限制。

TTEthernet系統(tǒng)能以100Mbps和1Gbps速率傳送信息包，美國航天局已經(jīng)將一些技術(shù)用在了獵戶座載人探索飛行器(Orion Crew Exploration Vehicle)上。此外，美國航天局和TTTech還將合作制定空間網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，它將是一個開放的空間以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，適用于美國航天局計劃和空間系統(tǒng)部署未來的空間網(wǎng)絡(luò)。

美國航天局正在為滿足基本通信、導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)需求和各種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)尋找各種方式。且美國航天局表示，這樣的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)可以是完整的交鑰匙(Turn-key)服務(wù)、子系統(tǒng)或組件、針對具體功能的應(yīng)用，也可以是滿足一部分預(yù)期需求所必需的其他能力。

以太網(wǎng)技術(shù)如今已經(jīng)被廣泛地使用在美國宇航局的系統(tǒng)上。

車載以太網(wǎng)

截至2013年6月，加盟OPEN(One-PairEther-Net)AllianceSIG，即車載以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定及普及促進團體的企業(yè)及集團已經(jīng)超過了140家，包括卡特彼勒、標(biāo)致雪鐵龍、豐田、大眾和沃爾沃等公司。OPENAllianceSIG是由博通、寶馬等企業(yè)在2011年11月聯(lián)合成立的團體，其目的是推進以博通的車載以太網(wǎng)傳輸技術(shù)——BroadR-Reach為基礎(chǔ)的物理層應(yīng)用和確?；ヂ?lián)性。一年前，這個團體的成員企業(yè)還僅有50家左右，如今已經(jīng)上升到了140家，數(shù)量增加了近兩倍。

這一現(xiàn)象充分表明汽車行業(yè)開始朝著使用車載以太網(wǎng)的方向轉(zhuǎn)舵，早在2008年，以太網(wǎng)已經(jīng)在車輛故障自我診斷(OBD)用途實現(xiàn)了實用化，而以太網(wǎng)被導(dǎo)入車載用途主要有兩個原因——通信速度快和擴展性高。

預(yù)計今后會在提高實時性、確保故障時的安全性、降低成本以及提高數(shù)據(jù)傳輸速度的同時，進一步擴大以太網(wǎng)的應(yīng)用范圍。而這一應(yīng)用范圍可能會擴大到將車載AV設(shè)備的影像傳輸(信息)系統(tǒng)、車身系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)以及信息系統(tǒng)等各個系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)連接起來的主干網(wǎng)絡(luò)。

在汽車廠商中，寶馬對于使用車載以太網(wǎng)非常積極，該公司預(yù)定在2013年9月上市的汽車攝像頭系統(tǒng)中使用車載以太網(wǎng)。X5在連接周邊用于監(jiān)控的攝像頭模塊和ECU傳輸影像的路徑采用了可實現(xiàn)100Mbps傳輸速度的BroadR-Reach。BroadR-Reach是博通公司開發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，特點是可用一對UTP(非屏蔽雙絞線)實現(xiàn)100Mbps的傳輸速度，目前已開始為擴大用途而制定1Gbps標(biāo)準(zhǔn)。

消費類產(chǎn)品使用的1000Base-T以4對信號線實現(xiàn)了1Gbps的速度，但要想直接把4對信號線用于汽車，這在成本和安裝空間方面都比較困難。因此，IEEE802.3的工作組“RTPGEStudyGroup”正在討論能以4對以下的信號線實現(xiàn)1Gbps傳輸速度的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

應(yīng)用車載以太網(wǎng)，除了物理層之外，還必須改善數(shù)據(jù)鏈路層以提高實時性、確保故障時的安全。思科和英特爾等公司于2009年成立的“AVnuAlliance”就是進行這方面討論的團體。為了在家庭和汽車內(nèi)構(gòu)建高質(zhì)量視聽環(huán)境，該團體正在積極推進“IEEE802.1Audio/VideoBridging(以太網(wǎng)AVB)”的采用。汽車行業(yè)正著眼于這一點，討論車載用途所需要的實時性和故障安全，以及新一代標(biāo)準(zhǔn)的制定。

結(jié)語

生活中往往會擦出創(chuàng)新的火花，而我們努力創(chuàng)造出來的科技成果，最終也往往應(yīng)用于我們生活中的各個領(lǐng)域。就像以太網(wǎng)——源于生活，也改變著生活。在世界科技發(fā)展領(lǐng)域，乃至社會的其他領(lǐng)域中，它都扮演著重要的角色。正如MEF(城域以太網(wǎng))主席陳子湳曾預(yù)言的那樣——“將來會有一個單一的語言連接全球業(yè)務(wù)，它不是英語，它不是普通話，它將是以太網(wǎng)。”