Vấn đề trong một hệ thống mạng là phải làm sao cho các thiết bị có cấu trúc không tương thích có thể truyền thông cho nhau. Như vậy cần đưa ra một thủ tục
quy định chuẩn cho tất cả các thiết bị khi muốn tham gia mạng phải tuân theo. Nó được gọi là giao thức truyền thông (Protocol)
Quy định về giao thức truyền thông bao gồm:
- Định thời (Timing): quy định về các thủ tục giao tiếp, chế độ truyền, tốc độ truyền;
- Ngữ nghĩa (Sematic): quy định về nội dung của từng phần trong khung truyền (frames);
- Cú pháp (Syntax): quy định về cấu trúc.
Quá trình xử lý giao thức có thể là mã hóa hoặc giải mã, như vậy việc xử lý giao thức chính là việc thực hiện một quá trình truyền thông dựa trên cơ sở giao thức định sẵn.
Giao thức cấp cao gần với người sử dụng được thực hiện bằng phần mềm, ví dụ như FTP (File Transfer Protocol) dùng cho việc trao đổi dữ liệu từ xa, HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) dùng để trao đổi các trang HTML, MMS (Manufactoring Message Specification) dùng trong các giải pháp đo lường và điều khiển.
Giao thức cấp thấp thường được thực hiện nhờ các thiết bị phần cứng, chẳng hạn như TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol) dùng trong giao tiếp vật lý của hệ thống Bus trường (Field Bus).
Các yêu cầu đối với các giao thức
- Dễ dàng cho các hệ thống xử lý: mức độ truyền thông ở mức trạm là cấp thấp, do vậy mức độ cần thiết chọn các giao thức đơn giản, chẳng hạn giao thức ASCII (American Standard Code for Information Interchange).
- Tính bảo toàn dữ liệu: trong môi trường công nghiệp có nhiều nhiễu điện từ, cần thiết phải truyền dữ liệu sao cho không có lỗi, giao thức được chọn phải có khả năng kiểm soát lỗi hiệu quả, chẳng hạn như phương pháp soát lỗi CRC.
- Chuẩn hóa giao thức: xuất phát từ việc yêu cầu cập nhật thông tin giữa các đối tác trao đổi thông tin (IED, RTU, PLC, PC…) được sản xuất bởi các hãng khác nhau, do vậy cần thiết phải có chuẩn giao thức truyền thông chung, ví dụ như Modbus.
- Tốc độ truy cập các thông số cao: xuất phát từ yêu cầu cập nhật các thông số từ các thiết bị trường nối tiếp nhau gần như đồng thời.