详细介绍
ABB模块3BSE023676R1AO845
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数据传输延迟
假设网络上的流量是机床控制器和伺服节点之间的周期性数据流,网络延迟(TNW)由网络跳转到远节点的次数、网络数据速率和每个节点遭受的延迟决定。在使用机器人和机床时,线路导致的信号传输延迟可以忽略,这是因为线缆长度一般相对较短。主要的延迟为带宽延迟;即将数据传输到线路所需的时间。对于小的以太网帧(一般适用于机床和机器人控制),有关100 Mbps和1 Gbps位速率的带宽延迟,请参考图3。这就等于数据包尺寸/数据速率。对于多轴系统,从控制器到伺服器的典型数据有效载荷由各伺服器的4字节速度/位置基准更新和1字节控制器更新组成,也就是说,6轴机器人的有效载荷为30个字节。当然,有些应用的更新中包含更多信息,并且/或有更多轴,在这些情况下,数据包的尺寸要大于小尺寸。
除了带宽延迟外,其他延迟元素是由于以太网帧通过每个伺服网络接口的PHY和双端口开关产生的。这些延迟如图4和图5所示,其中显示帧移动的部分是穿过PHY进入MAC(1-2),通过目标地址分析时,只需要对帧的前导和目标部分进行计时管控。路径2-3a表示对当前节点有效载荷数据的截取,路径2-3b则表示帧向目标节点行进的路程。图4a只显示传输给2-3a中的应用的有效载荷,图4b则显示被传输的帧的大部分;这表明以太网协议之间可能存在细微的差异。路径3b-4表示帧出站传输,通过传输队列、通过PHY,然后回到线缆。图中所示的线路终端节点中不存在这种路径。这里假设采用直通数据包交换,而不是存储转发,后者的延迟时间更长,因为整个帧都要计入开关,然后再被转发。
图5按时间线显示帧的延时元素,其中描述了帧穿过一个轴节点的全部传输时间。TBW表示带宽延迟,TL_1node 表示帧通过单个节点的延迟。除了与位通过线路进行物理传输,以及计入地址位用于实施目标地址分析相关的延迟外,PHY和开关组件延迟是其他会影响系统内的传输延迟的因素。随着线路上的位速率增加,节点数量增多,这些延迟对整个端到端帧传输延迟的影响会更大。