现场总线技术特点解密工业以太网的结构与术语之谜
拓扑结构重塑
在工业以太网中，拓扑布局是电缆连接方式的核心。传统的总线型拓扑如EIA-485或CAN在这里并不常见，而是被星型或分散星型拓扑所取代，这种设计更适应了集线器和交换机的应用。
接线深度分析
工业以太网使用多种类型的电缆，如屏蔽双绞线（STP）、非屏蔽双绞线（UTP）、以及多模或单模光纤。10Mbps速率对双绞线没有极高要求，但在100Mbps速率下，建议采用五类或超五类电缆。此外，光纤链接时需要一对光纤，对于多模光纤来说，波长为62.5/125μm或50/125μm，而单模光纤内芯仅有10μm，其适用范围包括10Mbps和100Mbps。
接头与连接细节
RJ-45接头是最常见的双绞线接口，它包含两对信号，其中一对用于发送，一对用于接收。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-。通信链路由DTE（数据终端设备）和DCE（数据通讯设备）组成，而集線器端口标识为MDI-X端口表明DTE和DCE可以通过直通电缆相连。如果两个都是DTE或者两个都是DCE，可以通过集線器提供的上连端口进行连接，不需要交叉电缆。而对于SC接头，它专门用于100Mbps，并且通常用于单模光纤，与TX/RX标记进行正确连接即可。
工业以太网与普通商用产品差异化
什么是工业以太网？它兼容IEEE802.3标准，但其设计和包装考虑到了工业环境中的特殊需求，比如耐高温、高湿、震动，以及便于安装到控制柜内部，同时满足低压交流或直流供电需求。由于不同环境下的EMC要求不同，如抗干扰(EMI)和抗静電(ESD)，因此无法直接使用商用市场上的产品来满足这些要求。
速度与距离限制
讨论共享型以太网距离不能忽略碰撞域概念。在半双工网络中，媒体访问控制由载波侦听多路访问/碰撞检测(CSMA/CD)决定。在这种方式下，每个站点都必须等待信道空闲后再发送，并会监听一定时间确保没有其他站点正在同步传送，以避免碰撞。如果发生碰撞，则源站发送阻塞信号加强冲突并延迟后重试。这一切保证了所有站在同一个碰撞域内工作。在工业环境中，最常用的速度有10Mbps和100Mbps，每一种都有自己的网络长度限制。
集線器与交换机性能比较
中继型集線器构成了以太网络拓扑基础，是一个具有几个物理层端口且符合IEEE802.3规定的一般性设备，它们能够检测不完整数据包及冲突并产生阻塞信号来隔离问题端口。另一方面，将一种媒介转换成另一种媒介的是接口转换器，他们允许支持带有光纤应用网络的情况，并且它们是在网络中的透明操作，没有存储帧，也不会检测碰撞，只负责将一种媒介转换为另一方兼容性的信号。而交换式集線器则能够取代中继式集線器并提高网络性能，因为它们实际上是一种数据链路层设备，即互联两条不同的链路而不是简单地增强输入但不检查输出，因此增加了交換機就能扩展地理位置范围级联更大规模实现扩展功能。但要注意的是，在全双工链接情况下，由于每个方向独立工作，所以只有当只有一块网卡时才可以实施全双工通讯；如果超过两块，那么全双工必须依赖于交換機才能实现。
