工业以太网的结构比喻现场总线控制系统的优缺点分析
拓扑结构
工业以太网采用星型或分散星型拓扑，相较于传统的总线拓扑，它能够提供更高效、灵活且易于扩展的网络架构。这种设计使得每个节点都可以独立地连接到主机或交换机，从而提高了整个系统的可靠性和响应速度。
接线
在接线方面，工业以太网主要使用双绞线和光纤两种媒介。对于10Mbps速率，双绞线是首选，而对于100Mbps速率则需要使用五类或超五类双绞线。在光纤连接时，一对多模光纤波长为62.5/125μm或50/125μm，是常见选择。与此同时，对于单模光纤，其内芯直径仅有10μm左右，因此通常用于100Mbps网络。
接头和连接
在物理层实现中，RJ-45接头是最常见的标准配置，它支持四根电缆中的两对进行数据传输。在MDI-X端口上，无论是DTE还是DCE，只需简单插入电缆即可建立有效通信链路。此外，SC接头主要用于100Mbps全双工应用，而ST接头适用于10Mbps全双工环境。
工业以太网与普通商用以太网产品
工业以太网是一种专门针对恶劣环境设计的网络解决方案，它不仅要兼容IEEE802.3标准，还必须考虑温度、高湿、震动等因素，以及特殊要求，如电源输入、EMC性能和ESD保护。此外，由于安全标准在不同的环境中有所不同，比如办公室和工厂可能会有不同的需求，所以选择合适的设备至关重要。
速度和距离
当讨论共享型以太网（CSMA/CD）的距离时，我们需要考虑碰撞域（Collision Domain）这一概念。在半双工模式下，每个站点发送前都会先监听信道，如果检测到其他站点正在发送，就会延迟后重试，以避免数据包冲突。这一机制确保了所有设备都能共享同一个媒体资源，但也限制了网络长度，使得最大长度不能超过300米（包括两个150米）。
集线器和交换机
集線器作为一种物理层设备，可以级联形成分散星型拓扑结构，同时具备自动隔离故障端口功能，以保证网络稳定运行。而交换机则是一个数据链路层设备，可以实现帧存储转发，并通过学习端口地址表来优化流量控制能力，这使得它能够大幅提升网络性能并减少延迟。但由于交换机处理过程涉及更多计算资源，因此其成本通常也更高。
半双工与全双工
半双工意味着发送者不会等待确认就开始新的数据包传输，而接受者只能在没有其他活动时才能接收。如果两个终端都是全双工操作，那么它们可以同时进行无阻塞通信，全天候工作，而且不会产生碰撞。不过，由于集線器无法支持全雙工操作，在实际应用中，全雙工網段通常由交換機來實現。