什么是工業(yè)以太網(wǎng)?工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)特征解析

工業(yè)以太網(wǎng)尤為重要，但對(duì)于工業(yè)以太網(wǎng)，眾多朋友卻不太了解。為了增進(jìn)大家對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)的認(rèn)識(shí)，本文將詳細(xì)介紹工業(yè)以太網(wǎng)，并在文章后半部分為大家闡述現(xiàn)代以太網(wǎng)技術(shù)特征。如果你對(duì)本文即將探討的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、工業(yè)以太網(wǎng)

在工業(yè)領(lǐng)域使用的以太網(wǎng)，一般是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層使用目前商用以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，而應(yīng)用層被各個(gè)廠家重新定義，如西門子PROFINET，貝加萊POWERLINK等。為的是使以太網(wǎng)具有實(shí)時(shí)傳輸?shù)男阅埽m合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的使用要求。

網(wǎng)絡(luò)就是控制的理念已經(jīng)越來越被用戶所接受，傳統(tǒng)的基于RS485，CAN等總線的各種集散控制系統(tǒng)，由于其固有的缺陷，正在被基于TCP/IP協(xié)議的工業(yè)太網(wǎng)所取代，工業(yè)以太網(wǎng)總線和我們現(xiàn)在使用的局域網(wǎng)是一致的，它采用統(tǒng)一的TCP/IP協(xié)議，避免的不同協(xié)議間通訊不了的困擾，它可以直接和局域網(wǎng)的計(jì)算機(jī)互連而不要額外的硬件設(shè)備，它方便數(shù)據(jù)在局域網(wǎng)的共享，它可以用IE瀏覽器訪問終端數(shù)據(jù)，而不要專門的軟件，它可以和現(xiàn)有的基于局域網(wǎng)的ERP數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫連接，它特別適合遠(yuǎn)程控制，配合電話交換網(wǎng)和GSM，GPRS無線電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，它采用統(tǒng)一的網(wǎng)線，減少了布線成本和難度，避免多種總線并存。工業(yè)以太網(wǎng)總線正因?yàn)橛兄T多的優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外逐步得到了迅速的普及，現(xiàn)在已經(jīng)有大量的配套產(chǎn)品在使用中。如工業(yè)以太網(wǎng)HUB，工業(yè)以太網(wǎng)防火墻產(chǎn)，工業(yè)以太網(wǎng)關(guān)，以太網(wǎng)轉(zhuǎn)RS232/RS485設(shè)備，以太網(wǎng)A/D模塊，以太網(wǎng)D/A模塊，以太網(wǎng)AI模塊，以太網(wǎng)AO模塊，以太網(wǎng)DI模塊，以太網(wǎng)DO模塊及復(fù)合功能模塊。

一個(gè)典型的工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，有以下三類網(wǎng)絡(luò)器件：

網(wǎng)絡(luò)部件

連接部件

FC 快速連接插座

ELS(工業(yè)以太網(wǎng)電氣交換機(jī))

ESM(工業(yè)以太網(wǎng)電氣交換機(jī))

SM(工業(yè)以太網(wǎng)光纖交換機(jī))

MC TP11(工業(yè)以太網(wǎng)光纖電氣轉(zhuǎn)換模塊)

通信介質(zhì)

普通雙絞線，工業(yè)屏蔽雙絞線和光纖

PLC控制器上的工業(yè)以太網(wǎng)通訊處理器。用于將PLC連接到工業(yè)以太網(wǎng)。

PG/PC 上的工業(yè)以太網(wǎng)通訊處理器。用于將PG/PC連接到工業(yè)以太網(wǎng) 。

二、現(xiàn)代以太網(wǎng)技術(shù)特征

傳統(tǒng)以太網(wǎng)(DIX)的核心思想是在共享的公共傳輸媒體上以半雙工傳輸模式丁作，網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)在同一時(shí)刻要么發(fā)送數(shù)據(jù)，要么接收數(shù)據(jù)，而不能同時(shí)發(fā)送和接收。導(dǎo)致十雙工傳輸模式工作的主要原因在于公共傳輸媒體上站點(diǎn)發(fā)送幀的碰撞。這種幀碰撞效應(yīng)不儀限制了站點(diǎn)的傳輸帶寬;而且還構(gòu)成了束縛傳輸范圍的碰撞域，大大影響了傳輸媒體(特別是光纖)的傳輸距離。隨著以太網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，交換型和全雙丁以太網(wǎng)的出現(xiàn)，從而克服了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的共享公共傳輸媒體和半雙工傳輸?shù)娜觞c(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了站點(diǎn)獨(dú)占傳輸媒體并同時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)。 近20年來，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用的急劇發(fā)展，以太網(wǎng)技術(shù)及其標(biāo)準(zhǔn)不斷更新和擴(kuò)展。目前的以太網(wǎng)不僅在物理層(包括拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸率和傳輸媒體)，而且在數(shù)據(jù)鏈路層上與原來的傳統(tǒng)以太網(wǎng)DIX標(biāo)準(zhǔn)有了很大的變化。 隨著以太網(wǎng)的發(fā)展及其標(biāo)準(zhǔn)的建立，到目前為止，以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)系列已擴(kuò)展成20余個(gè)，其中幾個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)由表1所示。 現(xiàn)代以太網(wǎng)技術(shù)特征主要包括以下幾方面。

(1)高帶寬;數(shù)據(jù)傳輸率從10Mbps經(jīng)過100Mbps快速以太網(wǎng)和1Gbps千兆位以太網(wǎng)的發(fā)展， 日前10Gbps萬兆位以太網(wǎng)已經(jīng)開始應(yīng)用在局域網(wǎng)的主干網(wǎng)上。特別在智能園區(qū)，包括大型校園、于業(yè)同區(qū)、開發(fā)區(qū)以及特大型的住宅區(qū)中.在局域網(wǎng)的主干網(wǎng)上選用萬兆位以太網(wǎng)的案例已不是個(gè)別的。至于100Mbps和1Gbps以太網(wǎng)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在智能建筑的局域網(wǎng)中。

(2)全光纜媒體的使用：在以太網(wǎng)發(fā)展的初期，傳輸媒體采用銅軸電纜，構(gòu)成公共總線結(jié)構(gòu)。當(dāng)10BASET/F出現(xiàn)后，構(gòu)成了星型結(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)，采用了雙絞線和光纜作為傳輸媒體， 以后發(fā)展的100BASE和1000BASE均是如此。當(dāng)10000BASE出現(xiàn)后，構(gòu)成了全光纜以太網(wǎng)，在萬兆位以太網(wǎng)上不再使用雙絞線或其他銅纜。

(3)總線型—星型—環(huán)路結(jié)構(gòu)：以太網(wǎng)從共享型發(fā)展到交換型，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)從總線型發(fā)展到屋型。屋型結(jié)構(gòu)的可靠性、可實(shí)施性、可維護(hù)性均優(yōu)于總線結(jié)構(gòu)，星型結(jié)構(gòu)義推動(dòng)了綜合布線技術(shù)的發(fā)展。目前以太網(wǎng)已經(jīng)可以構(gòu)成環(huán)路結(jié)構(gòu)，特別用于光纖主干回路，進(jìn)一步提高了光纖主干回路數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?

(4)單鏈路—聚合鏈路：交換機(jī)之間鏈路連接從單鏈路發(fā)展到目前的聚合鏈路。特別在光纖主干回路上，聚合鏈路一般可達(dá)8路，既大大擴(kuò)展了鏈路帶寬(平滑連續(xù)地?cái)U(kuò)展)，又提高了鏈路連接的可靠性。

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