工业以太网之谜解密Can协议的神秘世界
在工业以太网的神秘世界中，Can协议是解锁其奥秘的钥匙。今天，我们将踏上一段奇妙之旅，探索工业以太网的结构与专业术语，以及如何巧妙地融合Can协议，使得网络通信更加高效、安全。
首先，让我们深入理解工业以太网的拓扑结构。在传统的总线型拓扑中，如EIA-485或CAN，数据包会沿着单一物理路径传输。但在工业以太网中，由于广泛使用集线器或交换机，拓扑结构转变为星型或分散星型，这样做可以提高网络的灵活性和可扩展性。
接着，我们来谈谈接线。为了确保稳定和快速的数据传输，工业以太网采用了各种类型的电缆，如屏蔽双绞线(STP)、非屏蔽双绞线(UTP)、多模光纤等。10Mbps速率对双绞线没有特别高要求，但在100Mbps速率下，我们建议使用五类或超五类电缆。而光纤链接则需要一对配对，而常见的是62.5/125μm或50/125μm多模光纤，其内芯较细，只有10μm左右。通常情况下，对于10Mbps速度来说，可以选择多模光纤；而对于100Mbps，则适用于单模、多模光纤。
再者，我们要讨论接头与连接。在RJ-45接头中，每个端口都有两对线路，一对用于发送，一对用于接收。在媒介相关接口(MDI)定义中，这四个信号分别标识为RD+、RD-、TD+和TD-。一个完整链路由DTE（数据终端设备）和DCE（数据通讯设备）组成，而MDI-X端口表明DTE和DCE可以通过直通电缆相连。如果是两个DTE或者两个DCE相连，可以采用电缆交叉方法，或直接利用集线器提供上连端口（但不需进行交叉）。
最后，让我们探讨一下Industrial 以太网与普通商用以太网产品之间有什么不同之处。Industrial 以太网，它技术上兼容IEEE802.3，但设计并且包装考虑到了更严苛环境中的应用需求，比如耐高温、高湿、高振动以及易于安装到控制柜内。此外，它们还应考虑到低压交流或直流供电，以及更严格的一些EMC标准，以确保在恶劣环境下的可靠运行。
此外，在探索Industrial 以太 网时，还需要注意它所支持的速度及距离限制。当我们讨论共享型以 太 网时，不应忽略碰撞域(CollisionDomain)概念，因为这决定了每个站点之间能否同时通信。这涉及到CSMA/CD算法，其中发送方必须检测信道是否空闲，并且如果发生碰撞，就会延迟重试，从而避免冲突。
当我们深入了解 Industrial 以 太 网时，还要知道它最常用的速率是10 Mbps 和 100 Mbps。在这些速率下，与距离有关的问题主要包括：1) 网段(Segment)，即连接两个设备之间的地理长度；2) 网络范围(Network Diameter)，即从一个站点到另一个站点最大可能的地理长度。不管是在10 Mbps 还是100 Mbps 的网络里，都有一条规则——5-4-3 规则，即任何网络最多只能有五个独立物理链路层段，也就是说不能超过四个全双工repeaters，没有三个半双工repeaters混合起来形成更多独立物理链路层段。这意味着对于 10BASE-T 类型，以最高速率工作，每根链路长度不能超过 328 米，如果你想达到这个极限，你就必须遵循这个规则。
此外，在 Industrial 以 太 网系统设计过程中，集线器是一种基本构件，它允许级联更多设备并创建复杂拓扑结构。而交换机，更是一种进步，它能够消除碰撞域，将每个端口作为自己的独立区域，从而大幅提升性能。此外，全双工模式对于高速网络至关重要，因为它允许多台设备同时进行通信，而不会产生干扰。此外，全双工模式也意味着每次只有一台设备可以发送信息，同时另一台只能接受信息，因此这种模式非常适合实时操作系统因为它们依赖于确定性的响应时间来执行任务。
