工业以太网的纽带之谜

在工业现场，总线系统扮演着关键角色，它们负责连接各种设备和控制系统。工业以太网是电力通信和电网信息化不可或缺的网络平台，而工业以太网交换机在其中更是扮演了重要的角色，现在，为大家讲解一下工业以太网的结构及专业术语。

拓扑结构

拓扑是网络中电缆布置的一种方式。众所周知，EIA-485或CAN采用总线型拓扑。但在工业以太网中，由于普遍使用集线器或交换机，拓扑结构为星型或分散星型。

接线

工业以太网使用的电缆有屏蔽双绞线(STP)、非屏蔽双绞线(UTP)、多模或单模光缆。10Mbps速率对双绞线没有过高要求，而在100Mbps速率下，推荐使用五类或超五类线。在光纤链接时需要一对，常用的多模光纤波长为62.5/125μm或50/125μm。与多模光纤的内芯相比，单模光纤的内芯很细，只有10μm左右。一条通信链路由DTE(数据终端设备，如工作站)和DCE(数据通讯设备，如中继器或交换机)组成。

接头和连接

双绞线接头中RJ-45较常见，其共两对，即一对用于发送，一对用于接收。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-。

工业以太网与普通商用以 太 网 产品

什么是工业 以 太 网?技术上，它与IEEE802.3兼容，但设计和包装兼顾了行业应用环境特性，比如耐高温、高湿等。此外，还要考虑是否能方便地安装在控制柜内，以及是否满足特殊需求下的安全标准。

速度和距离

讨论共享型以太网距离时，我们不能忽略碰撞域(CollisionDomain)概念。在半双工模式下，每个端口都是一个独立的事务处理单位，不会影响其他端口的情况。这意味着两个不同端口可以同时进行传输，从而提高了网络效率。但是在全双工模式下，由于同一物理层媒体被分割成两个独立的事务处理单位，因此不会出现碰撞现象，可以实现更高速传输。而对于100Mbps网络来说，全双工是一项至关重要的手段，因为它允许每个方向都能达到500kbps，这样就可以实现1Gbps整体吞吐量。

集線器與交換機

集線器是一種構造網絡頂點節點的小設備，用於將數個網絡連結起來，以形成一個大網絡。這些設備通過自動調整前導碼來處理訊號，並且會隔離出問題造成干擾信號來維持正常運作。而交換機則是一種具有內部存儲緩衝區的大型設備，它們不僅可以傳輸單個帧，而且還能夠進行複雜操作如流量控制等，這使得他們對於大規模應用尤為適合。不過由於其複雜程度較高，因此也帶來了一些額外成本與延遲問題。

半雙工與全雙工

半雙工意味著同一媒介上的發送與接收同時進行；而全雙工則表示有獨立的地址進行發送與接收。不過，在工業環境中，因為可能存在大量電磁干擾，所以通常會選擇半雙工模式，以減少干擾對通信影響。如果需要更快捷的情況，那麼可以考慣升級到全雙工，但是這時候就必須確保所有連結都是可靠且穩定的。此外，在設計工業網路時，也要考慮到系統性能以及維護成本因素。