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物流企业以太网实时性能分析 　　摘要：实时性是影响以太网在物流企业应用的最重要的限制因素，本文着重分析了传统以太网缺陷和交换式以太网的实时性上的优势，交换式以太网可以满足物流现场的控制要求，并用OPNET仿真软件进行网络仿真。 　　关键词：以太网；实时性；OPNET 　　中图分类号：F251 文献标识码:A 　　文章编号:1005-6432(2008)36-0079-02 　　 　　Research on the Ethernet Real Time Performance ofLogistics Enterprise 　　 　　Zhen Li1 Miao Bin2 Liu Ke1 　　(1.Hebei Software Vocational and Technical College;2.Hebei Software Vocational and Technical College, NorthChina Power University) 　　 　　Abstract: Real-time Ethernet is the impact of enterpriseapplications in the logistics of the most important constraints;the paper will focus on analyzing the shortcomings oftraditional Ethernet and switched Ethernet real-time on theadvantages of switched Ethernet to meet the logistics of thescene control requirements. OPNET and used simulationsoftware to network simulation. 　　Key Words: Ethernet; real-time; OPNET 　　 　　一、工业以太网是现场总线技术发展的结果 　　 　　以太网基于CSMA/CD的访问方式不能保证网络传输的确定性。以太网的实时性问题一直比较突出，商业以太网的网络延迟一般为2～30m s，这在某些物流企业是无法忍受的。实验表明，以太网的负荷在30%以下的时候实时性较好，可以满足大部分物流企业控制的要求。本文力求在理论的基础上分析交换式以太网的实时性，并使用OPNET网络仿真软件进行验证。 　　 　　二、以太网和交换式以太网 　　 　　以太网使用CSMA/CD(载波监听多路访问/冲突检测方法)进行访问控制。CSMA/CD思想是在冲突引起的网络负荷增加的情况下，使用退避算法解决通信冲突。但是在物流现场有些信息必须及时送达，这类信号无法容忍退避时间引起的延迟。交换式以太网的优势在于两个方面：第一，交换式以太网的核心是交换机，可以降低单个网段的冲突，提高网络实时性；第二，传统基于H U B的以太网广播引起的冲突非常明显，而交换网络不以广播方式发送信息，降低了冲突次数。交换机一个典型技术是存储转发。 　　 　　三、交换式以太网的最大网络延迟 　　 　　1.以太网??最大网络延迟 　　如果没有冲突，网络上端到下端延迟可以用下式表示: 　　(1)公式中为空闲状态下总网络延迟；为发送端发送过程延迟；为接收端接收过程延迟；PRO D 为发送端到交换机信号的线路延迟，它决定于发送端到Hu b之间的距离和传输速率，一般认为电信号在电缆中传输1000米需要5μs；TD为帧传输延迟，决定于帧大小和传输速率之比。 　　可根据以太网二进制指数退避算法得出： 　　BOK D =( 2i #8722;1) s t (1≤i≤10) (2) 　　一般在第i次后退时的等待时隙为2i #8722;1,然后重新发送，如果几个站点的等待时隙相同，则要继续等待；当达到第10次冲突后，时隙固定210-1=1023个等待时隙s t ,16次等待以后，即通告发送失败； s t 为等待时隙，对于10M b p s的网络，时隙即为传输512bit所需的时间，即51.2μs。 　　以太网的最大传输延迟在以下几种情况出现：发生16次等待；退避时间为允许的最大时间间隔；源和目的站与交换机距离为最大允许值,对于10M b p s以太网而言为100 米。传统以太网的最大网络延迟约为418.7m s，而一般实时系统要求的最大延迟为10m s，可见，传统以太网并没有达到要求。 　　 　　2.交换式以太网的最大网络延迟 　　 　　确保以太网稳定性有两个重要前提：第一，以太网交换机的容量大于整个网络的吞吐量；第二，单个站点的接收链路足够接收所有传送给此站点的