十大关键词助你全面了解工业交换机

发表于 2022-7-25 10:30:20

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。

发表于 2022-7-29 17:25:55

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