在工业领域，网络通信的重要性日益凸显。工业以太网作为电力通信和电网信息化不可或缺的网络平台，其交换机则扮演了关键角色。本文旨在通过类比方式阐述工业以太网的结构及专业术语，并探讨其与普通商用以太网产品之间的差异。

拓扑结构

拓扑是网络中电缆布置的一种方式。EIA-485或CAN采用总线型拓扑，但由于广泛使用集线器或交换机，工业以太网通常采用的拓扑为星型或分散星型。

接线

工业以太网使用多种类型的电缆，如屏蔽双绞线(STP)、非屏蔽双绞线(UTP)、多模光纤波长以及单模光纤波长。10Mbps速率对双绞线没有特别要求，而100Mbps速率下，推荐使用五类或超五类双绞线。在光纤连接时，一对常用多模光纤波长为62.5/125μm或者50/125μm，与此相比，单模光纤内芯非常细，只有10μm左右。通常情况下，10Mbps使用多模光纤，而100Mbps下两者都适用。

接头和连接

双绞线接头中RJ-45较为常见，它包含两对导体，其中一对用于发送信号，一对用于接收信号。在媒介相关接口(MDI)定义中，这四个信号分别标识为RD+、RD-、TD+、TD-. 数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)共同构成了一个通信链路。集線器端口标识为MDI-X端口表明DTE和DCE可以直接通过直通电缆相连。如果是两个DTE或两个DCE相连，可以采用直通电缆方法，也可以利用集線器提供的上联端口（不需要交叉）进行连接。

工业以太网与普通商用以太网产品

什么是工业以太網？技术上，它与IEEE802.3兼容，但设计和包装考虑到了工业现场特殊环境需求，如高温、高湿、高振动，以及易于安装到控制柜内部等。此外，还有关于EMC标准不同的地方，比如工厂里可能需要的是恶劣环境额定值，而楼宇系统则可能遵循烟雾标准，因此低价商用以太網设备无法满足这些要求。

速度和距离

讨论共享型以 太網 的距离，不可忽视碰撞域(CollisionDomain)概念。

集線器和交換機

中继型集線器(集中式中继器)是一种基本设备，可级联构成分散星形拓扑，有四、八、十二口等可供选择；它们符合IEEE802.3中的重传单元要求，这包括前导码生成、二进制同步及幅度补偿功能。而且必须能够检测出不完整数据包及冲突并产生一个阻塞信号来隔离问题区域，以维持网络正常运行。

半雙工與全雙工

半雙工意味着同一媒体上的发送与接受同时进行，而全雙工則指拥有独立发送與接受路径，是扩展快速乙太網(100Mbit/s）的關鍵。此種鏈路不能超过两个設備，可以是網卡或者交換機端口。但注意，這不是指傳統中的集中式中繼器，因為它們會強化發送端衝突檢測功能。而只有兩個netcard時才可以實現全雙向通訊，如果更多則需要考慮到交換機來進行全雙向連結。

8 结语：

在探討工業乙 太 網絡結構時，我們應該明白這是一個基於類比理解而非字面解讀的手法。在這個過程中，我們將會了解到如何通過總線溝通技術來提高效能，並且對於各種不同的術語有所了解，這些術語包括半單節點模式、中繼節點模式、主從節點模式等。我希望你能夠從這篇文章中獲得一些幫助，用於你的未來研究工作之際。如果你還有其他問題或者想要進一步深入探討某一個特定的方面，我很樂意回答你的疑問並提供更多資訊。