办公以太网和工业以太网的区别
工业以太网交换机和商业以太网交换机的区别
工业以太网交换机和商业以太网交换机的区别
性能方面，工业以太网交换机和普通交换机没有太大区别。
从网络层面来看，有第2层交换机，当然还有三层交换机。
工业以太网交换机在产品设计和组件选择上非常讲究。
它用于工业领域，在机械、气候、电磁等恶劣环境下仍能正常工作。
因此，它经常被广泛应用于恶劣的工业生产场景中。
我来告诉你工业以太网交换机和普通交换机的区别。
1.元器件
工业以太网交换机组件的选择要求较高，可以更好的满足工业生产现场的需求。
2.机械环境
工业以太网交换机能更好的适应恶劣的机械环境，包括耐振动、耐冲击、耐腐蚀、防尘、防水。
3.气候环境
工业以太网交换机可以更好地适应恶劣的气候环境，包括温度和湿度。
4.电磁环境
工业以太网交换机抗电磁干扰能力强。
5.工作电压
工业以太网交换机的工作电压范围较宽，而普通交换机的电压要求较高。
6.电源设计
普通交换机基本都是单电源，工业交换机一般都是双电源互为备份。
7.安装方式
工业以太网交换机可以通过DIN导轨和机架安装，普通交换机一般通过机架和台
式机安装。
8.散热方式
工业以太网交换机一般采用无风扇外壳散热，普通交换机采用风扇散热。
以太网和工业以太网有什么区别？EthernetVsIndustrialEthernet
以太网和工业以太网有什么区别？EthernetVsIndustrialEthernet工业以太网系统必须比办公室以太网更强大。
以太网，特别是工业以太网，最近已成为制造业中流行的行业术语。
虽然相似，但它们都提供不同的特性和好处。
本文将探讨以太网和工业以太网是什么以及它们之间的区别。
什么是以太网？以太网最初是在1970 年代开发的，后来被标准化为IEEE 802.3。
以太网是 IEEE 802.3 所涵盖的局域网 (LAN) 产品组，IEEE 802.3 是一组电气和电子工程师协会(IEEE) 标准，定义了有线以太网媒体访问控制的物理层和数据链路层。
1 这些标准还描述了配置以太网的规则以及网络元素如何相互协作。
2以太网允许计算机通过一个网络进行连接——没有它，当今现代世界的设备之间的通信将是不可能的。
以太网是电线和电缆系统的全球标准，用于通过组织的单一网络连接多台计算机、设备、机器等，以便所有计算机可以相互通信。
以太网最初是一根电缆，使多个设备可以连接到一个网络上。
现在，可以根据需要将以太网网络扩展到新设备。
以太网现在是世界上最流行和使用最广泛的网络技术。
3工业以太网的工作原理图1. 工业环境需要这种先进技术，以确保正确发送和接收特定的制造数据。
如果使用瓶子灌装厂的示例，工业以太网自动化技术能够通过网络发送灌装数据，以确保瓶子按预期灌装。
使用以太网时，数据流被分成较短的片段或帧——每个片段都包含特定的信息，例如数据的来源和目的地。
为了让网络根据需要接受和发送数据，此类数据是必要的。
以太网技术的其他术语包括：•介质：在现代以太网技术中，介质是以太网设备连接的双绞线或光纤电缆，为数据传输提供路径•分段：单个共享媒体。
•节点：连接到段的设备。
标准以太网能够以 10 Mbps 到 100 Mbps 的速度发送数据。
千兆以太网是IEEE 802.3 标准下使用的一个术语，用于描述以1 Gbps 的速率传输的以太网速度。
工业以太网介绍
图像处理器 视频解码器
视频服 务器
磁盘阵列
接入交换机
主井井口 房变电所
通风机房 配电室
副井提 升机房
生活及办公 区变电站 主井
井下主 变电所
盘区胶带 机变电所
井上 井下
主厂房
副井
准备车间
主排水泵 房变电所
南北翼大巷胶 带机 变电所
集控室
压滤车间
普通装车站
专门针对工业自动化实时可靠性而从传统以太网变异 出的厂家私有环路冗余协议。
1、STP及RSTP
STP(Spanning Tree Protocol)，是作为一个链路层协 议(IEEE 802.1D)存在的，提供路径冗余和阻止网络循环 发生。它做法是强令备用数据路径为阻塞(blocked)状态。 如果一条路径有故障，该拓扑结构能借助激活备用路径 重新配置及链路重构。网络中断恢复时间为30-60s之间。 RSTP(快速生成树算法，IEEE 802.1w)作为STP的升级， 将网络中断恢复时间，缩短到1-2s。STP网络结构灵活， 但存在恢复速度慢的缺点。在很多的工业环境中并不适 用。
1、安装和连接 商用以太网
工业以太网
• 专用网络机柜内
• 连接标准的台式机\ 工作站\打印机等
•RJ45接口
• 现场安装（控制柜内或直 接安装于自动化设备上，环 境恶劣，某些场合甚至要求 满足IP67防护等级）
• DB9，航空插座等
2、使用寿命
商用以太网
• 几年或十几年（没 有相应标准可遵循） • 风扇散热 • 备件更换：3年 • 电源(220VAC)
5、冗余要求
商用以太网
•一般没有冗余或 仅仅有核心冗余
工业以太网 •多种冗余方式的结合
ethernet和ethercat通俗理解
ethernet和ethercat通俗理解以太网（Ethernet）和以太网通信总线（EtherCAT）是两种常见的网络通信技术。
它们在工业自动化领域和计算机网络中扮演着重要的角色。
虽然它们的名称相似，但它们在功能和应用方面有着明显的区别。
本文将以通俗易懂的方式解释以太网和EtherCAT的概念和工作原理。
以太网是一种用于局域网（LAN）的常见网络通信技术。
它是一种基于包交换的协议，广泛应用于家庭、办公室和企业网络中。
以太网使用的是一种称为CSMA/CD（载波侦听多路访问/碰撞检测）的协议，它允许多个设备共享同一网络介质。
这意味着多个设备可以同时发送和接收数据，而不会发生碰撞。
以太网的数据传输速度可以达到几千兆比特每秒（Gbps），这使得它成为处理大量数据的理想选择。
以太网通信总线（EtherCAT）是一种用于实时控制系统的网络通信技术。
它是由贝加莱公司（Beckhoff）在2003年推出的。
EtherCAT的特点是高实时性和低延迟。
它使用了一种分布式时钟同步方法，允许多个从站（设备）通过一个环形总线进行通信。
这种总线拓扑结构使得EtherCAT可以在微秒级的时间范围内实现高速数据交换。
EtherCAT还具有扩展性和灵活性，可以与各种不同的领域总线和协议进行集成。
以太网和EtherCAT在应用领域上也有所不同。
以太网主要应用于数据传输和通信领域，包括互联网、局域网、广域网等。
它被广泛用于连接计算机、服务器、路由器和其他网络设备。
以太网在家庭和办公室中也用于连接各种智能设备，如电视、电脑、手机和智能家居设备。
以太网的应用范围非常广泛，几乎涵盖了各个领域。
与之相比，EtherCAT主要用于工业自动化领域。
它被广泛应用于自动化控制系统、机器人、工业机械和过程控制等领域。
EtherCAT的实时性和低延迟使得它非常适合用于高速数据交换和实时控制。
通过使用EtherCAT，工业设备可以高效地通信和协同工作，提高生产效率和质量。
办公以太网和工业以太网的区别汇总
TO
TO TO
Layer 4
TO
TO
TO
TO
Physical Cabling Structure
Office:
Primary Secondary Tertiary
TO
CP
CD
FO (1500m) E9...10/125 G50(62,5)/125
BD
FO (500m) E9...10/125 G50(62,5)/125
Industrial VS Office Ethernet
Contents
• 以太网历史 • 一些统计数字 • 结构化布线 • 交换机的物理特性 • 拓扑结构和冗余 • 带宽 • 组播因素 • VLANs 虚拟局域网 • 优先级区别服务 • 故障设备的替换 • 网络管理 • 结论
Definition
Around two thirds of all failures are caused by faults in network components
3%
Application
7%
Application programs
Presentation Session Transport
12 % 8%
10 %
Abrasion（磨损） Bending（弯曲） Impact（碰撞） Tension / Stretching（拉伸） Crushing（挤压） Cutting（切断） High or low temperature（高低温） Contact with oil（油污） Exposure to UV light（暴露在紫外线照射下） Immersion in water（浸水）
Network Topologies – 环型
以太网、工业以太网及PROFINET的区别
以太网、工业以太网及PROFINET的区别
以太网、工业以太网及PROFINET的区别
Q: 以太网、工业以太网及Profinet有什么区别？
A: 以太网(Ethernet)通常指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范，是当前应用最普遍的局域网技术。
它不是一种具体的网络，是一种技术规范。
该标准主要定义了在局域网（LAN）中采用的电缆类型和信号处理方法等内容。
工业以太网通常是指应用于工业控制领域的以太网技术，在技术上与普通以太网技术相兼容，但对具体产品和应用都有不同要求。
由于产品要在工业现场使用，对产品的材料、强度、适用性、可互操作性、可靠性、抗干扰性等有较高要求；而且工业以太网是面向工业生产控制的，对数据的实时性、确定性、可靠性等有极高的要求。
Profinet 由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS International，PI）推出，是基于工业以太网技术的自动化总线标准。
PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的内容。
简单的说，以太网是一种局域网规范，工业以太网是应用于工业控制领域的以太网技术，Profinet是一种在工业以太网上运行的实时技术规范。
图 1 关系图。
以太网与工业以太网的区别
以太网与工业以太网的区别
1、以太网一般用在的办公室及其类似环境中。
办公室以太网是为基本级别设计的，而工业以太网可以考虑多个级别，并可在较差重的环境中使用。
2、工业以太网更适合处理工厂噪音、工厂流程和更恶劣的环境，甚至可以更好地响应工厂车间的数据冲突。
3、工业以太网技术中的电缆和连接器也可能有所不同。
例如，工业环境中使用的连接器不会像实时自动化中报告的那样成为基本的锁定机构。
由于环境恶劣，需要更重的锁定机构。
在重型应用中通常需要密封连接器。
4、商业或办公室以太网与工业以太网之间的布线也可以不同。
轻型工业电缆可以比传统以太网电缆具有更高的质量。
重型电缆周围使用的护套和金属也提高了质量，使它们更耐用。
5、工业以太网在物理上满足下列条件
以太网设备必须能够承受电磁干扰/射频干扰、冲击、振动、灰尘、水以及化学和气体的暴露。
为设备不停机，经常使用双电源连接。
交换机发生故障利用干接点来设置各种警报。
为降低了设备的平均故障间隔时间不使用风扇进行冷却。
利用外壳作为散热器，还可以用在爆炸性环境中。
这些是普通以太网交换机所没有的。
由于上述原因，工业额定通信设备的成本通常比同类商业产品更高。
通过将冗余功能与高质量组件相结合，工业额定设备能够承受最极端的环境，从而实现工厂内外的无缝通信。
工业以太网
以太网以太网已经被广泛用于办公室和家庭网络的通信系统中。
它的高带宽可以软实时地发送大的数据包以及日益增加的办公室之间通信所需的信息，包括流视频、视频会议和展示，从而使得这种网络基础架构成为办公室环境的理想选择。
同时，万维网的指数式增长也增加了信息的稳定性和数量，使得更快的下载速度成为数据采集的必需。
以太网用来将电脑连接到局域网(LAN)，而通过局域网，电脑可以和互联网、打印机、主机或服务器以及其它电脑相连。
由于以太网在办公室环境里的流行，以及其在LAN里众所周知的速度优势，工厂也开始采用工业以太网，以期能够连接整个工厂里的所有操作。
但问题是办公室环境的需求和工厂车间的需求是截然不同的。
正如前文所述，办公室需要的是大量数据，而时间不是一个关键因素。
但是工厂里却需要在特定的时间能够发送很多数据包，从而用在控制系统中。
由于潜伏和抖动的原因，传统的以太网协议不能满足回路应用的确定性要求。
潜伏是指需要信息的时间和收到信息的时间之间的间隔，而抖动则是指数据包抵达时间之间的差异，是由两个数据源在同样的时间间隔内发送数据时的数据冲突而造成的。
此时，两个设备都要等待一段时间然后重新发送。
在办公室环境里这是无关紧要的，因为抖动仅持续一毫秒，而用户几乎感觉不到。
但是在工厂里，数据的发收在更快的操作速度下运行，因此要求实现抖动不到一微秒的同步状态。
目前的办公室所用的协议，例如HTML和http，都不能达到这个要求，因此人们一直在设计能够运用于工厂环境的协议。
以太网物理层通信系统的OSI(开放系统互联)参考模式将通信网络分成7个层(如图1所示)。
从第1到第4层是较低层，适用于网络，而第5到第7层则是较高的应用层。
图1 通信网络7层数据在发送设备的第7层开始发送，在发送过程中不断收集地址信息，直到到第1层成为一个标准数据框(如图2)。
由于以太网是一种逻辑总线，信息会通过网络被发送给所有设备，但是只有接收设备的地址和讯息中的地址相匹配时，或者当信息被发送给所有地址时，信息才能被接收(注：取地址这一环节是在以太网第3层进行的，而不是第1和第2层)。
【推荐下载】工业以太网系列之商用以太网和工业以太网的区别
张小只智能机械工业网张小只机械知识库工业以太网系列之商用以太网和工业以太网的区别 由于商用以太网是以办公自动化为目标设计的，并不完全符合工业环境和标准的要求，将传统的以太网用于工业领域还存在着明显的4个区别。
(一)通信的非确定性工业控制网络不同于普通数据网络的最大特点在于它必须满足控制作用对实时性的要求，即信号传输要足够快和满足信号的确定性。
实时控制往往要求对某些变量的数据准确定时刷新。
由于以太网采用CSMA/CD方式，网络负荷较大时，网络传输的不确定性不能满足工业控制的实时要求，故传统以太网技术难以满足控制系统要求准确定时通信的实时性要求，一直被视为非确定性的网络。
(二)通信非实时性在工业控制系统中,实时可定义为系统对某事件的反应时间的可测性。
也就是说，在一个事件发生后，系统必须在一个可以准确预见的时间范围内做出反映。
然而，工业上对数据的传递的实时性要求十分严格，往往数据的更新是在数十ms内完成的。
而同样由于以太网存在的CSMA/CD机制，当发生冲突的时候，就得重发数据，最多可以尝试16次之多。
很明显这种解决冲突的机制是以付出时间为代价的。
而且一但出现掉线，那怕是仅仅几秒种的时间，就有可能造成整个生产的停止甚至是设备，人身安全事故。
(三)商用以太网不具备高稳定性与可靠性传统的以太网在设计之初并不是为工业应用而设计的，没有考虑工业现场环境的恶劣的工况，严重的线间干扰以及机械、气候、尘埃等条件的恶劣，而且以太网的抗干扰(EMI)性能非常差，应用于危险场合时，不具备本质安全性能。
因此对设备的工业可靠性提出了更高的要求。
同时在生产环境中工业网络必须具备较好的可靠性，可恢复性，以及可维护性。
即保证一个网络系统中任何组件发生故障时，不会导致应用程序，操作系统，甚至网络系统的崩溃和瘫。
工业以太网
9.4.3 工业以太网1．工业以太网的基本概念以太网是指遵循IEEE 802.3标准，是可以在光缆和双绞线上传输的网络。
它最早出现在1972年，由XeroxPARC所创建。
在办公和商业领域，以太网是当今最流行、应用最广泛的通信技术，具有价格低、通信速率和带宽高、兼容性好、软硬件资源丰富、广泛的技术支持基础和强大的持续发展潜力等诸多优点，如今已成为世界上广泛采用的网络技术，并以迅猛的速度向各个领域扩展。
由于以太网是以办公自动化为目标设计的，并不完全符合工业环境和标准的要求，因此以太网要进入工业控制领域还需解决一些问题。
以太网采用的载波侦听多路访问/碰撞（冲突）检测的传输规范，这无法满足工业控制中的实时性、确定性、可重复性等方面的要求；此外，现有的高层协议也无法满足工业控制的要求。
工业以太网是应用于工业控制领域的以太网，在技术上与商用以太网（即IEEE 802.3标准）兼容，但是实际产品和应用却又完全不同。
这主要表现为普通商用以太网的产品设计时，在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性、安全性等方面不能满足工业现场的需要。
故在工业现场控制应用的是与商用以太网不同的工业以太网。
将以太网高速传输技术引入到工业控制领域，使企业内部互联网（Intranet）、外部互联网（Extranet）和国际互联网（Internet）提供的技术和广泛应用已经进入生产和过程自动化。
这种应用推动了自动化技术与互联网技术的结合，是未来制造业电子商务的网络技术雏形，也是自动化技术的发展趋势。
2．工业以太网的优势（1）应用广泛以太网是目前应用最广泛的计算机网络技术，几乎所有的编程语言如Visual C＋＋、Java、Visual Basic等都支持以太网的应用开发。
这些编程语言由于广泛使用，并受到软件开发商的高度重视，具有很好的发展前景。
（2）通信速率高目前通信速率为10、100Mb/s的快速以太网已开始广泛应用，1Gb/s以太网技术也逐渐成熟，而传统的现场总线最高速率只有12Mb/s（如西门子Profibus-DP）。
5种主流的以太网的比较
V o l u m e 6, I s s u e PROFINET POWERLINK EtherNet/IP EtherCAT SERCOS III系统如何运行用户组织背景一览投资可行性及性能您需要知道的每件事系统比较五大主流技术S t e f a n S c h ön e g g e rB h a g a t h S i n g h K a r u n a k a r a nH u a z h e n S o n gS t ép h a n e P o t i e rA n t o n M e i n d lC h r i s t i a n S c h l e g e l对局外人而言，工业以太网存在很多让他们混淆的问题-而且并非孤立，即使那些专家有时候也被各种风起云涌的竞争系统所困扰,尽管制造商们提供了很多信息，描述他们的技术性能和特定的功能，并希望给出易于理解的解释，然而，用户仍然发现他们无法从这里获得比较全面信息以支持他们进行这个方面的投入。
我们也的确经常会遇到这方面的需求-寻求一个概要性的对于主流系统的评价：“在哪些方面存在差异？”，因此，我们觉得有必要出版一个专刊用来探讨这个话题，在创建这个话题时，我们试图去尽力保持客观与公正的角色，我们的综述聚焦于技术本身及其商业意义，也同时考虑了评估系统的战略要素－这主要是对那些考虑长期以太网设备投资安全性的决策者而言的。
在这个刊物中的观点来源于与多个领域中的开发者及决策制定者的交流与探讨而获前言1 s 10 00 s 1 ms 10 ms 100 ms 1 s 10 s高性能同步处理,电子传动机床,高速过程,机器人输送系统,简单控制,多数自动化系统楼宇技术,控制和自动化水平,无故障过程和仓储系统响应时间/抖动实时等级和应用领域实时的不同方法其中一个关键的区别在于不同的工业以太网如何调度并管理数据传输使得网络可以提供实时性，EtherCAT和SERCOSIII 的通信采用了集束帧方式：在每个周期，网络向所有的节点发送一个数据报文，从一个节点到另一个沿环形拓扑结构进行传输，同时采集每个节点的响应数据。
什么是工业以太网？工业以太网有哪些类型？
什么是以太网？以太网是一种计算机局域网技术。
由IEEE组织的IEEE802.3标准制定了以太网技术标准，规定了物理层连接、电子信号和介质接入层协议的内容。
以太网现在是最流行的局域网技术，取代了令牌环、FDDI、ARCNET等其他局域网技术。
以太网是世界上使用最广泛的局域网技术。
有些人认为我们日常生活中的网络是以太网。
我们通常说的交换机，专业名称应该叫以太网交换机。
通常的光纤交换机也使用以太网技术，但传输介质由网线改为光纤。
什么是工业以太网？工业以太网是在以太网技术和TCP/IP技术的基础上发展起来的工业网络。
基于强大的区域集团和IEEE802.3(以太网)。
在线工业以太网SIMATICNET提供了新的多媒体世界的无缝集成。
工业以太网是西门子提出的第一种基于以太网通信的工业通信方式。
与其他西门子通信方式如MPI、DP总线等相比，工业以太网具有速度快、稳定性高、抗噪声能力强、互联互换性好等优点。
过去，以太网在商业环境中被广泛使用。
现在，在很多工业环境中，以太网也成为业界的热点。
相信在不久的将来，工业以太网将成为工业控制网络结构的主要形式和发展趋势。
以太网和工业以太网之间的关系：工业以太网是以太网技术与通用工业协议的完美结合，也是标准以太网在工业领域的应用拓展。
近年来，为了满足高实时性工业应用的需要，各大工业自动化公司和标准化组织都提出了各种工业以太网的实时技术标准，这些标准都是根据IEEE802.3标准制定的。
标准，提高实时性，并与标准以太网建立联系。
6种工业以太网类型。
(1)MODBUSTCP/IP。
(2)以太网/IP。
(3)以太网Powerlink。
(4)PROFINET。
(5)SERCOSIII。
(6)以太网。
工业以太网的优势：1.以太网产品价格相对便宜。
2.轻松接入互联网。
3.兼容性好，技术支持广泛。
4.以太网技术发展迅速，技术先进，可持续发展潜力巨大。
5.通信速度快。
6.强大的资源共享能力。
以太网与工业以太网的区别
以太网与工业以太网的区别现场总线的出现，对于实现面向设备的自动化系统起到了巨大的推动作用，但现场总线这类专用实时通信网络具有成本高，速度低和支持应用有限等缺陷，再加上总线通信协议的多样性，使得不同总线产品不能互相互连，互用和互操作等，因而现场总线工业网络的进一步发展受到了极大的限制。
随着以太网技术的发展，特别是高速以太网的出现使得以太网能够克服了自己本身的缺陷，进入工业领域成为工业以太网,因而使得人们可以用以太网设备去代替昂贵的工业网络设备。
1.以太网的主要缺陷在讲以太网的主要缺陷前，有必要先了解一下以太网的通信机制。
以太网是指遵循IEEE802.3标准，可以在光缆和双绞线上传输的网络。
它最早出现在1972，由XeroxPARC所创建。
当前以太网采用星型和总线型结构，传输速率为10Mb/s，100 Mb/s，1000 Mb/s或更高。
以太网产生延迟的主要原因是冲突，其原因是它利用了CSMA/CD技术。
在传统的共享网络中，由于以太网中所以的站点，采用相同的物理介质相连，这就意味着2台设备同时发出信号时，就会出现信号见的互相冲突。
为了解决这个问题，以太网规定，在一个站点访问介质前，必须先监听网络上有没有其他站点在同时使用该介质。
，如果有则必须等待，此时就发生了冲突。
为了减少冲突发生的几率，以太网常采用1-持续CSMA，非持续CSMA，P-持续CSMA的算法2。
由于以太网是以办公自动化为目标设计的，并不完全符合工业环境和标准的要求，将传统的以太网用于工业领域还存在着明显的缺陷。
但其成本比工业网络低，技术透明度高，特别是它遵循IEEE802.3协议为各现场总线厂商大开了方便之门，但是，要使以太网符合工艺上的要求，还必须克服以下缺陷：1.1 确定性由于以太网的MAC层协议是CSMA/CD，该协议使得在网络上存在冲突，特别是在网络负荷过大时，更加明显。
对于一个工业网络，如果存在着大量的冲突，就必须得多次重发数据，使得网间通信的不确定性大大增加。
工业以太网定义
工业以太网，所谓工业以太网通俗地讲就是应用于工业的以太网。
以太网是目前计算机局域网最常见的通信协议标准，但它是为办公自动化的应用而设计的，并没有考虑到工业现场环境的需求，比如高温、低温、防尘等，所以以太网不能直接应用于环境恶劣的工业现场。
所以工业以太网就随之产生了。
现代以太网技术与智能建筑以太网发展至今已有20余年历程，作为局域网组网的主要技术，一直长久不衰。
在这期间，令牌环、令牌总线、FDDI、ATM等技术分别在不同的阶段冲击着以太网在局域网领域的盟主地位。
但是以太网以其简单、价廉、高带宽、维护方便以及不断发展的特点牢牢地占领着局域网领域，并向着接入网和城域网领域发展。
自从以太网技术由共享发展到交换后，星型结构、交换与高带宽三大因素形成了与传统以太网大不相同的现代以太网技术。
进入21世纪以来，IT界已经不再寻找替代以太网的技术，转而寻找增强以太网的功能和将它扩展到新领域的途径。
现代以太网组网功能已经大大地超越了基本的以太网功能。
TCP／IP与以太网是开放性的强强组合，逐步渗透到建筑智能化领域的各个方面，给予智能建筑强大的生命力。
在智能建筑领域，TCP／IP以太网不仅作为信息服务／管理／监控的网络平台，而且越来越成为视频／语音等应用的支撑平台。
可以认为，随着安防数字化进程的加速，目前市场上直接采用标准双绞线和专用以太网来构成某些安防子系统的产品已经出现。
这样一来，出现基于以太网的多个子系统融合的、结构优化的、可靠的、—体化的安防系统已经不是一种方向性的讨论了。
在某些智能建筑的机电设备监控系统中，现场控制网络采用工业控制以太网已不是个别的案例了。
<H2>现代以太网技术特征</H2>传统以太网（DIX）的核心思想是在共享的公共传输媒体上以半双工传输模式丁作，网络的站点在同一时刻要么发送数据，要么接收数据，而不能同时发送和接收。
导致十双工传输模式工作的主要原因在于公共传输媒体上站点发送帧的碰撞。
以太网和工业以太网
以太网和工业以太网商务和计算机网络的全球业界标准现在，很多制造公司都使用独立的网络。
多年以来，这些网络已形成规模，来应对不同的信息流和控制需求。
企业信息技术网络可支持传统的行政职能，如人力资源、财务和采购等。
这种网络是基于普遍存在的以太网标准构建。
控制级网络可连接管理和监控装置，包括可编程逻辑控制器、基于计算机的控制器、输入/输出机架以及人机界面等。
这种网络以前不与以太网连接，因此，常需要通过路由器或大部分情况下，通过网关来将特定应用协议“翻译”成基于以太网的协议。
这种翻译使得信息可在工厂的控制网络和企业网络设施之间进行传递，否则，两者之间将无法进行连接。
设备级网络可链接工厂的输入/输出装置，如变频器、传感器、流量计之类的传感器，以及其他自动化和运动设备，如机器人、各种变频驱动器、执行器等。
通常，这些装置通过协议实现相互连接。
此类协议向来非常可靠，但用于更高级别的网络时，就会在数据流量和互联性上受到一定的限制。
走进工业以太网工业以太网能够提供更为强大的解决方案，有助于降低成本，提高生产力，并简化系统的复杂性。
该以太网基于一种低廉通用的数据链接标准构建。
一直以来，以太网都被视为工厂数据传输的理想选择。
近年来，得益于其日渐凸显的超强稳定性，以太网已在越来越多的工厂投入使用。
例如，开放式设备网络供货商协会等网络协会已在他们的规范中加入了有关工业强化以太网电缆系统的详细信息。
过去的数据导向型网络，例如办公室中所使用的网络，其带宽设计都尽可能最大化，而控制设备级的网络则进行了优化，以使其拥有强大确定的性能表现，并降低延迟时间。
以太网早期碰撞导向的实施，使其确定性水平在工厂环境下让人无法接受。
如今，以太网设备（100 Mbps，全双向交换网络）的延迟都是以微妙来计算，并且许多数量级参数都优于大多数工厂要求的可靠程度。
由于目前以太网的实施能够达到及/或超过工厂所要求的流量、可靠性、弹性及确定性，所以多重网络结构很难自圆其说。
工业以太网交换机和商用以太网交换机的区别
工业以太网交换机和商用以太网交换机的区别工业以太网交换机与民用以太网交换机相比，工业以太网交换机产品在设计上以及在元器件的选用上，产品的强度和适用性方面都能满足工业现场的需要。
2. 工业以太网交换机包括机械环境适应性（如耐振动、耐冲击）、气候环境适应性（工作温度要求为－20～+85℃，至少为－10～+70℃，并要耐腐蚀、防尘、防水）、电磁环境适应性或电磁兼容性EMC应符合EN 50081-2、EN 50082-2、EN 50082-3、EN 50082-4、FCC、GB/T17626、IEC61000等标准。
3. 工业以太网交换机产品要适应工业控制现场的恶劣环境。
在工业现场使用网络设备必须通过IEC61000-4-5、GB/T17626.5等标准进行浪涌测试，通过IEC61000-4-8、GB/T17626.8等标准进行工频磁场抗扰度测试，通过IEC61000-4-9、GB/T17626.9等标准进行脉冲磁场抗扰度测试，可按标准IEC61000-4-11、GB/T17626.11等进行电压变化抗扰度测试。
4. 工业以太网交换机大都宽电压设计，工作电压18VDC～36 VDC，220V A、220VDC、110VDC等。
5. 工业以太网交换机电源一般为冗余双电源设计，民用以太网交换机为单电源。
6. 工业以太网交换机安装方式DIN导轨、机架等。
民用以太网交换机安装方式桌面、机架。
7. 工业以太网交换机工作温度宽工作温度（工作温度要求为－20～+85℃，至少为－10～+70℃），民用以太网交换机工作温度范围窄。
8. 工业以太网交换机散热方式无风扇外壳散热，民用以太网交换机风扇散热。
9. 电磁兼容性EN50081－2（EMC、工业）EN50081－2（EMC、办公室）EN50082－2（EMC、工业）EN50082－2（EMC、办公室）。
工业以太网交换机满足EN50082－2（EMC、工业）。
10. 工业以太网交换机外壳材料合金外壳，强度高塑胶外壳，强度低。
以太网与工业以太网
以太网与工业以太网浅析彭小丹（14115405）工业以太网是以太网的一种，是具体的以太网，它既具有以太网的特点，又具有自己的特色。
以太网(Ethernet)是一个可分支的广播通信系统,它分布在局部地区的计算站之间传递数字式数据包。
以太网允许本地化的站间通讯，很容易扩展，它的控制的完全分散避免了创建一个瓶颈。
同时以太网是相对便宜的，它不作任何绝对的保证的数据包传送，它进行尽可能简单的沟通。
每个以太网数据包中都包含一个源地址和目的地址。
所有的数据包都到达段上的每个工作站，过滤在网络接口。
以太网也为广播保留了地址。
我们在拓扑结构、控制和碰撞检测三方面研究以太网。
以太网作为一种广播媒体，可以想象为一个两边都是连接到工作站的直线，工作站的单附在其上，其可分为多个以太段，多个以太网段可以使用的装置称为中继器或桥序列连接。
以太网是完全分散控制的。
它无法控制谁使用它。
它唯一的任务，将信息从A点到B。
每当一个工作站需要传输，它试图以它的以太网段控制。
这是通过听共享介质来确定是否可再使用它实际上。
如果一个节点要发送，它将第一次听段上的传输。
如果节点听到传输，它将等待发送节点来完成一个传输周期。
然后，它会立刻尝试发送数据。
这就是所谓的尊重。
如果节点没有听到一个发送，它会立即发送。
当一个节点发送一个数据包，它也听段以确保信息不被损坏。
这是碰撞检测。
当检测到碰撞时发送节点将堵塞醚。
这样做是为了保证所有的发送节点都知道碰撞。
以太网还规定，对每一个数据包的校验和噪声……检测错误的计算机这种错误不会导致一个后退。
在进行碰撞检测时两个节点如果检测到碰撞，两个发送节点会停止发射。
每个节点将选择从2K槽的一种新的随机时隙，其中K是冲突的数量已经遭受了。
16次后报告失败，这叫二进制指数退避。
重发间隔时间计算使用冲突的历史。
这使得它与网络负载的变化。
当一个节点发送一个数据包，它也听段以确保信息不被损坏。
这是碰撞检测。
以太网已经非常成功了，它的分布式控制、简单和便宜等优点极大地便利了我们的生活，但它也有一定的局限性。
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Aspects of Industrial Ethernet
• 工业以太网和商用以太网区别所在：
• Environment环境 • Operation 运行 • Maintenance 维护 • Management 管理
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一些统计数字
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Investing in operational safety pays
Industrial VS Office Ethernet
Contents
• 以太网历史
• 一些统计数字
• 结构化布线
• 交换机的物理特性
• 拓扑结构和冗余
• 带宽
• 组播因素
• VLANs 虚拟局域网
• 优先级区别服务
• 故障设备的替换
• 网络管理
• 结论
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Definition
• “只有一个以太网” • 什么是工业以太网?
Miscellaneous 3%
Hardware
17% Software
7%
Support 73%
Source: Gartner 实G用r文o档up
结构化布线
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结构化布线的好处
• 简化设计 • 产品可选择余地大 • 兼容性好 • 增加可靠性 • 易于维护
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结构化布线标准
ISO/IEC 11801
• 将以太网技术用于工业领域 • 将以太网和TCP/IP作为工业通讯技术和协议
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History
• 1973 – First Ethernet – Xerox PARC 2.94Mb/s • 1975 – First US patent – Xerox • 1980 – Ethernet v1 – Digital, Intel, Xerox 10Mb/s • 1982 – Ethernet v2 – Digital, Intel, Xerox • 1985 – IEEE 802.3 • 1989 – ISO Standard 88023 • 1990 – 10BaseT (twisted pair) • 1994 – 10BaseF (fibre) • 1995 – 100BaseT/F 100Mb/s • 1997 – Full Duplex • 1998 – 1000Mb/s • 2005 – Power Over Ethernet • 2006 – 10 Gb/s • …… – 40 / 100 Gb/s
(ID))
• TO = Telecommunication Outlet • CP = Consolidation Point
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Cabling Structure Office Industry
Layer 1
CD
Layer 2 (Layer 3) Layer 4
Production hall Primary cabling
• 以太网是开放的标准. • 以太网使网络的垂直集成成为可能. • 对比现场总线，以太网提供了更大的通讯带宽以满
足多应用集成的需求
• 主要的以现场总线为工业通信技术的制造商转而投
奔各自基于标准以太网的工业:
• DeltaV （Emerson） • Modbus/TCP （Modbus） • EtherNet/IP （ControlNet DeviceNet） • ProfiNet （Profibus) • FF HSE （Foundation Fieldbus） • PowerLink (CAN Open）
BD
BD
Secondary cabling
FD
MD
MD
MD
Tertiary cabling
TO
TO
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TO
TO
Office building
BD
FD
CP
TO
TOTO
Physical Cabling Structure
Office:
Primary
CD
BD
Secondary
FD
FO (1500m) E9...10/125 G50(62,5)/125
EN50173
ANSI/TIA/EIA 568-B
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术语
• CD = Campus Distributor • BD = Building Distributor • FD = Floor Distributor • MD = Machine Distributor (new: Intermediate Distributor
Around two thirds of all failures are caused by faults in network components
3%
Application
7%
Presentation
Application programs
Session Transport
8% 10 %
Network operating system
Interbus
ASI Seriplex
Profibus DP
Profibus FMS
CAN
CCLink ControlNet
DeviceNet SDS
ETHERNET
WorldFIP / EC/SP50 H2
IEC/SP50 H1
Profibus PA
工业通讯为什么选择以太网?
FO (500m) E9...10/125 G50(62,5)/125
Industry (3 or 4 layers):
CD
BD
FD
Tertiary
TO
CP
TP (90m+2*5m) FO
G50(62,5)/125
Users Range
TP
Machine
TO
MD
FO (1500m) E9...10/125 G50(62,5)/125
Network Data Link
12 % 25 %
Network components
35 %
Physical
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Source: Datacom, Network Management Special
Total Cost of Ownership of a Network over 5 years
实用文档
Communication Trend in Industrial Environments
Corporate Level Management Level Process Measurement and Control Level Field Level
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Interbus Loop