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十大关键词助你全面了解工业交换机

日期: 2022-07-22
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工业交换机也称之为工业以太网交换机,因为选用的互联网规范,其开放式好、运用普遍并且质优价廉、应用的是全透明而统一的TCP/IP协议,以太网接口早已变成工业操纵方面的关键无线通信模块。


工业交换机主要应用在电力电气、工厂自动化、煤矿业自动化技术、城市轨道、风力风力发电等行业,次之是冶金工业,原油石油化工,公路交通操纵自动化技术,房屋全自动自动控制系统,油气田操纵自动化技术,水电厂操纵自动化技术,机房监控系统软件,水利工程监管,环境保护监管等工业自动化全自动场地。


工业交换机区别于民用型、商业交换机,其工作中时在传输层、数据链路层、协议等领域与别的交换机沒有实质区别,可是因为其独特的办公环境及其工作规定,工业交换机具备很多民用型、商业交换机所不拥有的特性,它解决了通讯实用性、互联网安全系数、安全体系与安全性防爆型技术性等技术性问题,而且选用一些合适于工业自然环境的对策,如防潮,抗震动。


总的来说,工业交换机与普通的以太网交换机有着较大的不同,不仅是在外观设计上,元器件的布局、产品的适用场景和适应度,都有着更为严格的要求。今天我们介绍下面10个关键词,是掌握工业交换机的必备知识,在确定使用工业交换机之前,有助于我们全面了解工业交换机。


一、拓扑结构


拓扑是网络中电缆的布置。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工业交换机,拓扑结构为星型或分散星型。


二、接线


和大部分以太网产品相似,使用的线缆包括屏蔽双绞线、非屏蔽双绞线、多模或者单模等。10Mbps的速率对双绞线没有过高的要求,而在100Mbps速率下,推荐使用五类或超五类线。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。通常,10Mbps使用多模光纤,100Mbps下,单模、多模光纤都适用。


三、接头盒接线


双绞线的接头RJ-45最为常见。在媒介相关接口(MDI)的定义中,这四个信号分别标识为RD+,RD-,TD+,TD-。


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。集线器端口标识为MDI-X端口表明DTE和DCE可以使用直通电缆相连。假如是两个DTE或两个DCE相连?可以采用电缆交叉的方法或直接利用集线器提供的上连端口(电缆不要交叉)。


光纤接头有两种,ST接头用于10Mbps或100Mbps;SC接头专用于100Mbps。单模纤通常使用SC接头。DTE与DCE之间的连接只需依照端口的TX、RX标识即可。


四、工业以太网的产品特点


(1)需要考虑工业现场的特殊要求,例如适应高温潮湿、震动等环境;(2)需要考虑工业干扰的要素;(3)电源要求,一般需要低压交流或是直流。


总的来说工业交换机适应的条件更为苛刻,一般的商用以太网交换机较难满足这些要求。


五、速度和距离


速度上,10Mbps和100Mbps是较为常用的。


双绞线网段的最远距离是100米,最大网络(网络范围)就是500米。光纤网段的最远距离可达2公里,但IEEE802.3标准规定,使用光纤,级联数最多不能超过3个,且网络末端需使用双绞线,中间的两个为光纤网段并保证每个网段不超过1公里。这样,整个光纤网段长度限制在2公里。


六、集线器和交换机


中继型集线器(集线器)集线器是构成以太网拓扑的基本设备,为多端口设备,有四、八、十二口等,可级联构成分散星型拓扑。集线器均符合IEEE802.3中继单元要求。这些要求包括前导码生成、对称和幅度补偿。


交换型集线器(交换机)交换型集线器可以取代中继型集线器并改善网络的性能。与物理层设备-中继型集线器不同,交换型集线器实际上是连接两个数据链路的网桥,也就是说碰撞域在每个交换机端口进行了终结。


中继集线器可以与交换机端口相连。如果网络中都是交换机,则双绞线网段保持100米,但级联没有限制。


七、半双工和全双工


半双工,意思是同一媒体的发送和接收是异步进行的,全双工则相反,有单独的发送和接收通路。全双工的链接网段不能超过两个设备,可以是网卡或交换机端口。


需要注意,半双工方式下,受碰撞域限制,网段距离为412米。因此,只有在全双工模式下(CSMA/CA被忽略),光纤网段的延伸才能达到极限。快速以太网方式下,推荐使用交换机技术。快速以太网下的光纤端口,建议使用全双工。


八、自动协商


需要提前了解的是,双绞线链路自动进行速度匹配,两个光纤设备的速度无法进行自动协商。


但是,对于自动协商协议而言,两个光纤设备间的自协商是可行的,前提是通讯没有问题。后续推出的100BASE-SX标准可以使850nm光纤在10Mbps或100Mbps下工作。100Mbps下网段的距离为300米。因此,安装时请注意。光纤的速率通常是固定的,不实行协商。自动协商协议在双绞线链路是成功的。


九、传输协议


TCP/IP和SPX/IPX是常用的两个协议。这两个协议并不能互相操作,所以以太网节点须使用兼容的协议。对于用户来说,编址十分重要。IP协议负责可能位于不同网络中站点间数据包的路由。每个站点有唯一的32位地址(分别表示网络地址、主机地址)。地址以点分十进制四字节表示。


十、应用层协议


考虑到OSI高层的兼容性,工业自动化协议有Ethernet/IP、iDA、PROFInet和Modbus/TCP。还不包括传统互联网应用SNMP、SMTP和TELNET等。使用中的产品可能并不能都支持这些协议,所以需要提前了解和沟通,找到符合要求的工业交换机

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