目前比较主流的实时以太网标准：POWERLINK、SERCOS、EtherNet/IP、ModBusTCP、Profinet、EtherCat、MECHATROLINK 。

低实时性的总线：EtherNet/IP、ModBusTCP、ProfinetSRT。毫秒级通信周期。

高实时性的总线：POWERLINK、EtherCat、MECHATROLINK、SERCOS。微秒级通信周期。

一、应用场景：

两种典型的场景需求：

1.        过程控制：

网络节点数多，几十个节点或上百个节点

通信数据量大，每个节点接收和发送几百字节以上

实时性要求不高，毫秒级

稳定性可靠性要求高,需要各种冗余

2.        机器控制：

网络节点数少，通常为几个节点或者十几个节点

通信数据量小，每个节点接收和发送几个字节或者十几个字节

实时性要求高，微秒级

稳定性可靠性要求低, 通常不需要冗余

POWERLINK和Profinet 既可以满足过程控制，也可以满足机器控制的需求。

EtherCat、MECHATROLINK，SERCOS只满足机器控制的需求。

二、技术原理：

EtherCAT：

EtherCAT是基于集束帧方法：EtherCAT主站发送包含网络所有从站数据的数据包，这个帧按照顺序通过网络上的所有节点，当它到达最后一个帧，帧将被再次返回。因此，EtherCAT网络拓扑总是构成一个逻辑环。

当数据帧通过节点时，节点会处理帧中的数据，每个节点读出要接收的数据并将相应要发送的数据插入到帧中。这种处理方式，的确加快了数据的传输速度，降低了通信的循环周期。不足之处是，这种对数据帧的高速处理，要求很高。每个节点在对数据帧处理时，即使有一点偏差也会造成整个数据帧的CRC错误，从而使整个数据帧被丢掉。这使得对产品本身的EMC，以及使用现场的环境，线缆等的要求都很高。

由于网络上所有节点的输入和输出数据共用同一个数据帧，一个以太网的数据帧容量有限，这就使得EtherCAT不能被用于大数据量的应用场合。

这种处理机制与通用以太网的处理机制不同， 因此EtherCAT的从站需要用专用的芯片来实现，网络拓扑不能采用标准的集线器，交换机等通用网络设备。

图1

POWERLINK：

POWERLINK采用轮询的通信机制，每个周期从SoC的起点开始算起，直到SoA的起点结束。

图2

在SoC帧发送完毕后，MN开始进行等时同步数据交换。PReq帧发送到每个已配置的且活动的节点。被访问的节点应以PRes帧进行响应。

PReq帧是以太网单播帧，只由目标节点接收。PRes帧作为以太网多播帧形式进行发送。

PReq帧和PRes帧都可以传输应用数据。MN用一个独立的数据帧给一个CN发送PReq数据。PReq帧传输仅专用于被寻址CN的相关数据。

相比之下，PRes帧可以由所有节点接收。这使得通信关系遵循生产者/消费者模型。

对于每个已配置的且活动的等时同步CN，应重复进行PReq帧/PRes帧过程。当所有已配置的且活动的等时同步CN都已被处理，同步通信阶段结束。

由于POWERLINK对每个节点的接收和发送都采用了独立的数据帧通信，因此如果某个节点的数据帧丢失，只会影响该节点，而不会影响其他节点。这一点和EtherCat不同。此外，POWERLINK每个节点的接收和发送的容量，都可以是一个最大的以太网数据帧—1500 Bytes。

POWERLINK在物理层上沿用了通用以太网， 因此可以适用通用以太网的硬件来实现，支持通用的集线器，交换机，支持无线传输，光纤等。

三、商业模式：

Profinet:

     知识产权属于西门子。西门子拥有完整的产品系列，全套的行业解决方案，Profinet总线将西门子的各种产品连接起来，形成一套解决方案。西门子的商业模式是通过销售整套的硬件和软件来获取利润， 因此它不会将Profinet完全开放。因此支持Profinet的厂家不多。即便如此，支持Profinet的设备数量和行业是最广泛的。

EtherCat：

知识产权属于倍福。倍福是一家靠卖工控机起家的公司，最初的技术储备较差，没有核心技术。因此需要借助外部力量，控制器核心软件采用windows操作系统 和codesys软件。为了更好的销售工控机主站，它需要和更多的从站厂家配合， 因此推出了从站的ASIC芯片，使得用户方便又经济的实现EtherCat从站。目前支持EtherCat的厂家较多，基本上都是生产伺服驱动和IO的小公司。

POWERLINK：

最初的知识产权属于贝加莱。贝加莱和西门子类似，拥有全套的产品体系，本来的打算是和西门子一样，提供全套的硬件和软件解决方案。单问题是产品的客户群没有西门子广泛，后来又有“搅局”的EtherCat出现， 所以POWERLINK失去了垄断和封闭的基础。于是贝加莱在2009年放弃了POWERLINK的专利和知识产权， 由此POWERLINK成为了一个和Linux一样的开放技术。