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)?。但在工業(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)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(duì)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(shí)需要一對(duì)，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(duì)線，一對(duì)用于發(fā)送，另一對(duì)用于接收。在媒介相關(guān)接口(MDI)的定義中，這四個(gè)信號(hào)分別標(biāo)識(shí)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(shí)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(gè) DTE或兩個(gè) 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(shí)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(jì)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(jì)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(dòng)。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(shí)不能適應(yīng)。電磁兼容性(EMC)的要求隨工業(yè)環(huán)境對(duì) EMI(工業(yè)抗干擾)和 ESD(工業(yè) 抗震)要求的不同而變化?，F(xiàn)場的安全標(biāo)準(zhǔn)與辦公室的完全不同。有時(shí)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(jià) 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( Collision Domain)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(shí)進(jìn)行，否則數(shù)據(jù)會(huì)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(shí)，站點(diǎn)還會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)收聽，確保在這一時(shí)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(hào)加強(qiáng)碰撞。競爭站點(diǎn)延遲后(延遲時(shí)間由算法確定，是隨機(jī)的)重試。在這種機(jī)制下CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，所 有站點(diǎn)和所有集線器都必須在同一碰撞域內(nèi)。

對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)來說，10Mbps 和 100Mbps 是最常用的。在 10Mbps，全部采用雙絞線的以 太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，與距離有關(guān)的概念有兩個(gè)，即網(wǎng)段(Segment)和網(wǎng)絡(luò)范圍(Network Diameter)。 前者指連接兩個(gè)設(shè)備(集線器、交換機(jī)或主機(jī))的距離，后者指網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)最遠(yuǎn)端設(shè)備之間 的距離。不管是 10Mbps 或 100Mbps 的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)段的最遠(yuǎn)距離不能超過 100 米?？紤]網(wǎng)絡(luò)延 伸，最有用的規(guī)則就是 5-4-3 規(guī)則(僅僅針對(duì) 10Mbps 中繼器)。規(guī)則的內(nèi)容如下：一個(gè)網(wǎng)絡(luò) 最多有五個(gè)網(wǎng)段，四個(gè)中繼器，不多于三個(gè)的混合網(wǎng)段?；旌暇W(wǎng)段指的是同軸總線網(wǎng)段(已 淘汰)。由于雙絞線網(wǎng)段的最遠(yuǎn)距離是 100 米，最大網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)絡(luò)范圍)就是 500 米。光纖網(wǎng)段的最遠(yuǎn)距離可達(dá) 2 公里控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，但 IEEE802.3 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，使用光纖，級(jí)聯(lián)數(shù)最多不能 超過 3 個(gè)，且網(wǎng)絡(luò)末端需使用雙絞線，中間的兩個(gè)為光纖網(wǎng)段并保證每個(gè)網(wǎng)段不超過 1 公里。這樣，整個(gè)光纖網(wǎng)段長度限制在 2 公里。5-4-3 規(guī)則對(duì) 100Mbps 是不適用的。建議使用 100Mbps 交換機(jī)。

六、 集線器和交換機(jī)

中繼型集線器(集線器) 集線器是構(gòu)成以太網(wǎng)拓?fù)涞幕驹O(shè)備，為多端口設(shè)備，有四、八、十二口等，可級(jí)聯(lián)構(gòu)成分散星型拓?fù)?。集線器均符合 IEEE802.3 中繼單元要求。這些要求包括前導(dǎo)碼生成、對(duì)稱和幅度補(bǔ)償。 中繼器必須對(duì)信號(hào)再定時(shí)，這樣收發(fā)器和電纜引起的信號(hào)抖動(dòng)不會(huì)在多網(wǎng)段傳播時(shí)累積。這 些設(shè)備能偵測出不完整的數(shù)據(jù)包和沖突，并產(chǎn)生一個(gè)阻塞信號(hào)相作用。它們還會(huì)自動(dòng)隔離有 問題的端