互操作性，在设计上，允许独立的系统进行无缝连接和交互。这是以太网的核心思想：按照plug-and-play原则，不同制造商的设备应可以自由进行协同工作。作为先进技术的一个成功因素，互操作性对于EtherCAT工业以太网协议来说相当重要。目前，采用EtherCAT的实施和系统架构中都具备互操作性，同时，有了EtherCAT技术协会的支持，保证了来自不同制造商的现场设备能进行无缝连接和交互。
　　互操作性是什么意思？
　　首先，要解释“互操作性”这个词的实际含义。简单来说，互操作性就是不同系统进行无缝协同工作的能力。对于现场总线技术来说，无论是传统的还是现代的以太网，互操作性同样意味着来自不同制造商的现场设备在同一网络中进行交互的实际能力，一般情况下，这就是基于共享媒介的传统现场总线和基于现场总线的现代以太网之间的重要区别。

　　Florian Essler， EtherCAT技术协会规范、测试和技术支持

　　所有设备一个线缆
　　上述共享媒介能为项目中一个或多个计算机组件间提供数据交换。共享媒介原则可以看作是“公交”，起源于拉丁语，意思是“全部”。因此，现场总线技术就意味着一个网络中所有的现场设备（执行器及传感器）都只使用一个媒介，一个共享线缆。
　　然而控制工程网版权所有，每个连接到线缆的设备都会产生阻抗，会略微改变线缆的电气特性。线缆上的电信号会衰减，并或多或少反射。信号衰减限制了网络扩展，不光是距离，同样也限制了可连接的设备数量。电气和时序操作的结果会造成系统的严重干扰。这种干扰不必寻找问题来源，它可能存在于网络中任何地方。因此，要想使所有参与的现场总线设备及相应故障排除之间相互依赖是很复杂的。
　　对等网络
　　与之相反，在办公环境中使用的以太网通常是点对点连接（也称对等网络）。因此，电干扰（包括其关联效果）从一开始就受到限制，因为在传输路径的终端只有两个设备。协议错误如时序误操作不会影响下一个设备，甚至不会影响其前后的设备，大大简化了错误定位。
　　结果就是，以太网，作为工业以太网应用所需的基础技术，在基于上述共享媒介原则的基础上，能提供比传统现场总线更好的互操作性，
　　EtherCAT——进化的以太网
　　当然，工业以太网协议EtherCAT是基于以太网的。它采用标准数据帧和符合以太网标准IEEE802.3的物理层，并且满足工业以太网“现场级”需求。例如需要确定响应时间的硬实时功能，或能将几乎无限数量的设备集成到网络中的功能。为了尽量有效应对现场级的挑战，EtherCAT使用了独一无二的功能性原理，同时提供高性能：通过“on the fly”的方式传输报文。EtherCAT支持自动寻址，无需手动调整，简化了配置、诊断和维护任务。

　　表1：使用标准以太网(IEEE 802.3)的EtherCAT协议

　　EtherCAT和互操作性
　　关于互操作性，EtherCAT跟其他系统，尤其是基础协议处理相比，有很大优势。特殊的EtherCAT通信模块可以确保每次的报文处理都有独特且几乎固定的处理速度。全球各种卓越的现场设备，以及主站和配置工具实施的数量都足以证明EtherCAT作为工业现场总线的超高性能。
　　堆栈所有层级的一致操作
　　跟所有通信一样，EtherCAT使用ISO/OSI层级模型进行描述。采用这种结构，EtherCAT设备的一致操作可以很好地解释。

　　表2：EtherCAT使用ISO/OSI层级模型进行描述

　　物理层（PhL）描述的先决条件是通过一个以太网线缆发送和接受0和1的电信号。线缆两端的模块（物理层）将电模拟信号转换为数字信号。物理层定义了传输速度和传输模式，EtherCAT全双工模式，100 Mbit/s。
　　数据链路层（DLL）描述了数据包结构，各个设备的寻址和处理顺序，遵照EtherCAT的简单原理。

　　表3：网络中数据包的处理顺序

　　由于数据包路径是已知的，冲突作为结果被消除。此外，这将确保在各种条件下的确定性运行。
　　物理层和数据链路层，完全符合使用路由器、交换机和PC的IEEE802.3标准（表1）。采用EtherCATwww.cechina.cn，物理层或数据链路层的互操作性问题几乎完全消除。由于设备制造商不用实现此功能，随着数据链路层协议的可靠处理，硬件芯片就可以保证。
　　应用层（AL）包括两部分：通信堆栈和应用堆栈（表2）。通信堆栈处理所有EtherCAT相关功能，如过程数据和参数的数据交换。除了同步外，还包括EtherCAT状态机的错误处理。EtherCAT状态机实现设备功能，传感器测量或驱动器功能。服务和数据结构非常明确：由设备制造商在软件中实施的内容决定了单个现场设备的功能。
　　综上所述，可以说在底层（物理层和数据链路层），EtherCAT设备的互操作性主要依赖于基于plug-and-play的完美结构描述和使用。采用EtherCATwww.cechina.cn，任何谨慎的区域都要留意对有关互操作性的明显限制。它们只适用于在应用层实现的功能，如应用堆栈、EtherCAT主站和/或配置工具。事实上，应用层展示的EtherCAT从站和主站或配置工具之间的对等关系也是这种简化的产物。
　　有效EtherCAT互操作性的进一步发展
　　应用层堆栈支持
　　EtherCAT持续成功的因素之一是技术开始时的从站堆栈。这已经成为ETG会员进行EtherCAT从站实施的参考准则。从站堆栈代码（SSC）由德国倍福进行维护。对SSC的持续维护和广泛发布推进了EtherCAT设备的一致性和互操作性。制造商通过集成设备特定功能取得可靠保障——无需更改应用层和通信堆栈。
　　此外，对象字典工具可以随同免费的SSC进行下载，表格中支持所有参数和周期变量，在固定文件和设备描述文档中产生必要的数据结构。研发人员可以以一种一致且无差错的方式描述所谓的对象字典。
　　一致性测试
　　互操作性是所有设备的基础，具有EtherCAT接口的设备参考一致性测试工具（CTT）以及相应的测试文件。EtherCAT技术协会（ETG）定义、发布并进一步研发测试文件，如测试中包含设备行规等新功能。关于CTT，ETG会员公司一致同意高效和有效认证政策，并指出：只要设备制造商销售EtherCAT设备，就必须使用最新的CTT版本，并在上市前成功通过内部的设备测试。这种方式能在研发过程中确保一致性，并在设备研发的最后促使用户为取得所需认证作出努力。除了内部测试外，经过ETG认证的德国、日本、中国和美国EtherCAT测试中心（ETC）也可以提供EtherCAT一致性测试。成功通过测试的制造商将获得官方证明www.cechina.cn，证明其被测设备满足所有需求且无差错。
　　全球的互操作性
　　除了所提到的测试文件的规范外，EtherCAT技术协会为发展和有效保证EtherCAT的互操作性建立了进一步机制。每年ETG都会在北美、亚洲和欧洲举办几次广为人知的EtherCAT Plug Fests活动。在这些活动中，每年都有超过200个EtherCAT设备研发人员碰头测试其设备，以保证互操作性。
　　此外，EtherCAT控制器制造商得益于不断发展的EtherCAT互操作性网络。这些都由EtherCAT测试中心进行发展和维护，并由ETG协助支持，帮助制造商在特定的测试环境下测试其互操作性。
　　1.0版本
　　关于EtherCAT协议互操作性，有几点特别重要：EtherCAT自2003年被引入以来，即使是在十年后，其高性能一直处于领先地位。所有EtherCAT设备都是基于协议1.0版本控制工程网版权所有，无论设备研发者、测试工程师或用户都无需关注不同的协议版本。几个技术工作组进行特定新功能的工作。在技术顾问委员会（TAB）和ETG的持续监督下，这些新功能都是无缝添加，没有任何改版。因此，一个2004年的设备尽管没有2014年设备的全部功能，但在同一网络中仍然没有任何协作问题，可进行互操作。
　　结论
　　工业环境中对通信解决方案可靠性和简易性的要求非常高。随着工厂系统的不断扩展，现场总线设备必须应对更多更复杂的任务。因此，整个通信系统的基本前提是可以使网络中的硬件和软件设备进行交互，而“单一来源”原则是不可能实现的。EtherCAT技术高程度实现了无缝交互：在EtherCAT技术协会诸多支持下控制工程网版权所有，EtherCAT在现场层从最初到未来都将保证互操作性。