工业现场总线的精髓揭秘工业以太网结构与术语
重构后的文本：
工业以太网的核心：解析结构与术语
网络布局
在工业环境中，网络拓扑设计至关重要。传统的总线型拓扑，如EIA-485或CAN，但在工业以太网中，我们通常采用星型或分散星型拓扑，因为集线器和交换机是网络中的关键组件。
连接性
为了确保数据传输的稳定性，工业以太网使用多种类型的电缆和光纤。10Mbps速率下，双绞线如STP和UTP都适用，而100Mbps则需要更高质量的五类或超五类双绞线。光纤连接时，一对多模光纤（62.5/125μm或50/125μm）也非常常见，而单模光纤（内芯直径仅为10μm）的应用更加广泛。
插头与连接
RJ-45插头是最常用的双绞线接口，它包含两对导体，一对用于发送，一对用于接收。在MDI定义中，这四个信号分别标记为RD+、RD-、TD+和TD-。DTE设备与DCE设备之间通过通信链路相连，而集线器端口标记为MDI-X，允许DTE和DCE直接连接，不需要交叉电缆。此外，还有SC接头专门用于100Mbps，以便于快速而安全地连接单模或者多模光纤。
工业以太网与商业标准
工业以太网不仅兼容IEEE802.3标准，而且还满足了特定的商业应用要求。它必须能够承受高温、高湿以及振动等极端条件，同时提供易于安装到控制柜中的解决方案，并且具有低压交流或直流电源供给能力。此外，对抗干扰(EMC)及抗静电(ESD)性能也是必需品，以确保在恶劣环境下的稳定运行。
速度与距离限制
共享型以太网（CSMA/CD）面临碰撞域(CollisionDomain)概念的问题。当两个站点同时发送时会发生碰撞。这导致了一些规则，比如5-4-3规则，对于10Mbps网络来说，如果一个网络只有三个混合段，那么最远可以有500米。但对于100Mbps来说，这些规则并不适用，更建议使用交换机来实现更好的性能。
中继器与交换机
中继器是一种基本设备，用来扩展物理层，可以级联形成分散星型拓扑。而交换机作为一种更先进的设备，可以终结每个端口上的碰撞域，从而大幅提高网络性能，它们可以自动学习并维护端口地址表，使得数据包能直接送达目的地，而无需经过所有其他节点，从而减少延迟并提高吞吐量。
半双工与全双工技术
半双工意味着同一条媒体上只能进行异步发送和接受操作。而全双工技术允许独立的发送和接受通道，即使是在同一条媒体上，也不会产生冲突，全双工技术尤其重要，因为它支持高速以太网（如100Mbps）的扩展。而全双工链接不能超过两个设备，如果更多，则需要通过交换机实现全双工通信模式。
