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ABB模塊3BSE023676R1AO845
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數據傳輸延遲
假設網絡上的流量是機床控制器和伺服節點之間的周期性數據流,網絡延遲(TNW)由網絡跳轉到遠節點的次數、網絡數據速率和每個節點遭受的延遲決定。在使用機器人和機床時,線路導致的信號傳輸延遲可以忽略,這是因為線纜長度一般相對較短。主要的延遲為帶寬延遲;即將數據傳輸到線路所需的時間。對于小的以太網幀(一般適用于機床和機器人控制),有關100 Mbps和1 Gbps位速率的帶寬延遲,請參考圖3。這就等于數據包尺寸/數據速率。對于多軸系統,從控制器到伺服器的典型數據有效載荷由各伺服器的4字節速度/位置基準更新和1字節控制器更新組成,也就是說,6軸機器人的有效載荷為30個字節。當然,有些應用的更新中包含更多信息,并且/或有更多軸,在這些情況下,數據包的尺寸要大于小尺寸。
除了帶寬延遲外,其他延遲元素是由于以太網幀通過每個伺服網絡接口的PHY和雙端口開關產生的。這些延遲如圖4和圖5所示,其中顯示幀移動的部分是穿過PHY進入MAC(1-2),通過目標地址分析時,只需要對幀的前導和目標部分進行計時管控。路徑2-3a表示對當前節點有效載荷數據的截取,路徑2-3b則表示幀向目標節點行進的路程。圖4a只顯示傳輸給2-3a中的應用的有效載荷,圖4b則顯示被傳輸的幀的大部分;這表明以太網協議之間可能存在細微的差異。路徑3b-4表示幀出站傳輸,通過傳輸隊列、通過PHY,然后回到線纜。圖中所示的線路終端節點中不存在這種路徑。這里假設采用直通數據包交換,而不是存儲轉發,后者的延遲時間更長,因為整個幀都要計入開關,然后再被轉發。
圖5按時間線顯示幀的延時元素,其中描述了幀穿過一個軸節點的全部傳輸時間。TBW表示帶寬延遲,TL_1node 表示幀通過單個節點的延遲。除了與位通過線路進行物理傳輸,以及計入地址位用于實施目標地址分析相關的延遲外,PHY和開關組件延遲是其他會影響系統內的傳輸延遲的因素。隨著線路上的位速率增加,節點數量增多,這些延遲對整個端到端幀傳輸延遲的影響會更大。