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科普知識
數(shù)據(jù)分類:
工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)

工業(yè)以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和專業(yè)術(shù)語

發(fā)布日期:2022-04-26 點(diǎn)擊率:137

  工業(yè)以太網(wǎng)是基于IEEE802.3(Ethernet)的強(qiáng)大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)。利用工業(yè)以太網(wǎng),SIMATICNET提供了一個無縫集成到新的多媒體世界的途徑。繼10M波特率以太網(wǎng)成功運(yùn)行之后,具有交換功能,全雙工和自適應(yīng)的100M波特率快速以太網(wǎng)(FastEthernet,符合IEEE802.3u的標(biāo)準(zhǔn))也已成功運(yùn)行多年。工業(yè)以太網(wǎng)是電力通信和電網(wǎng)信息化不可或缺的網(wǎng)絡(luò)平臺,而工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)在其中更是扮演了重要的角色,現(xiàn)在讓大家了解一下工業(yè)以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和專業(yè)術(shù)語。

  一、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

  拓?fù)涫蔷W(wǎng)絡(luò)中電纜的布置。眾所周知,EIA-485或CAN采用總線型拓?fù)洹5诠I(yè)以太網(wǎng)中,由于普遍使用集線器或交換機(jī),拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型或分散星型。

  二、接線

  工業(yè)以太網(wǎng)專題">工業(yè)以太網(wǎng)使用的電纜有屏蔽雙絞線(STP)、非屏蔽雙絞線(UTP)、多模或單模光纜。10Mbps的速率對雙絞線沒有過高的要求,而在100Mbps速率下,推薦使用五類或超五類線。

  光纖鏈接時需要一對,常用的多模光纖波長為62.5/125μm或50/125μm。與多模光纖的內(nèi)芯相比,單模光纖的內(nèi)芯很細(xì),只有10μm左右。通常,10Mbps使用多模光纖,100Mbps下,單模、多模光纖都適用。

  三、接頭和連接

  雙絞線接頭中RJ-45較常見,共兩對線,一對用于發(fā)送,另一對用于接收。在媒介相關(guān)接口(MDI)的定義中,這四個信號分別標(biāo)識為RD+,RD-,TD+,TD-。

  一條通信鏈路由DTE(數(shù)據(jù)終端設(shè)備,如工作站)和DCE(數(shù)據(jù)通訊設(shè)備,如中繼器或交換機(jī))組成。集線器端口標(biāo)識為MDI-X端口表明DTE和DCE可以使用直通電纜相連。假如是兩個DTE或兩個DCE相連,可以采用電纜交叉的方法或直接利用集線器提供的上連端口(電纜不要交叉)。

  光纖接頭有兩種,ST接頭用于10Mbps或100Mbps;SC接頭專用于100Mbps。單模纖通常使用SC接頭。DTE與DCE之間的連接只需依照端口的TX、RX標(biāo)識即可。

  四、工業(yè)以太網(wǎng)與普通商用以太網(wǎng)產(chǎn)品

  什么是工業(yè)以太網(wǎng)?技術(shù)上,它與IEEE802.3兼容,但設(shè)計和包裝兼顧工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用的要求。工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)計者希望采用市場上可以找到的以太網(wǎng)芯片和媒介,兼顧考慮工業(yè)現(xiàn)場的特殊要求。首先考慮的是高溫、潮濕、震動。第二看是否能方便地安裝在工業(yè)現(xiàn)場控制柜內(nèi)。第三是電源要求。許多控制柜內(nèi)提供的電源都是低壓交流或直流。墻裝式電源裝置有時不能適應(yīng)。電磁兼容性(EMC)的要求隨工業(yè)環(huán)境對EMI(工業(yè)抗干擾)和ESD(工業(yè)抗震)要求的不同而變化。現(xiàn)場的安全標(biāo)準(zhǔn)與辦公室的完全不同。有時需要的是惡劣環(huán)境的額定值。工廠里采用的可能是工業(yè)控制柜標(biāo)準(zhǔn)而樓宇系統(tǒng)采用的往往是煙霧標(biāo)準(zhǔn)。顯然低價的商用以太網(wǎng)集線器和交換機(jī)無法達(dá)到這些要求。

  五、速度和距離

  討論共享型以太網(wǎng)的距離,不能忽略碰撞域(CollisionDomain)的概念。

  共享型以太網(wǎng)或半雙工以太網(wǎng)的媒體訪問是由載波偵聽多路訪問/碰撞檢測(CSMA/CD)確定的。在半雙工的通訊方式下,發(fā)送和接收不能同時進(jìn)行,否則數(shù)據(jù)會發(fā)生碰撞。站點(diǎn)發(fā)送前,首先要看是否有空閑的信道。發(fā)送時,站點(diǎn)還會在一段時間內(nèi)收聽,確保在這一時間內(nèi)沒有其它站點(diǎn)在進(jìn)行同步傳送,最終本站發(fā)送成功。反之,發(fā)生碰撞,源站點(diǎn)發(fā)送阻塞信號加強(qiáng)碰撞。競爭站點(diǎn)延遲后(延遲時間由算法確定,是隨機(jī)的)重試。在這種機(jī)制下,所有站點(diǎn)和所有集線器都必須在同一碰撞域內(nèi)。

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