工业总线大师揭秘工业以太网的结构与术语之谜
重构后的文本：
工业以太网的奥秘：揭开工业总线之谜
网络拓扑结构
在工业以太网中，网络的布局是至关重要的。传统上，如EIA-485或CAN协议采用的是总线型拓扑，但由于广泛使用集线器或交换机，现代工业以太网通常采用星形或分散星形拓扑。
接线与选择
为了确保数据传输的稳定性和速度，工业以太网使用多种类型的电缆。10Mbps速率对双绞线没有特别高要求，而100Mbps速率下，推荐使用五类或超五类双绞线。在光纤连接时，一对光纤波长为62.5/125μm或50/125μm，并且通常用于10Mbps和100Mbps通信。
接头与连接技术
RJ-45接头是最常见的一种，它包括两对导体，一对用于发送数据，一对用于接收数据。在媒介相关接口(MDI)定义中，这四个信号分别标识为RD+、RD-、TD+、TD-。DTE(数据终端设备)和DCE(数据通讯设备)组成一条通信链路，而MDI-X端口允许DTE和DCE直接相连。SC接头则专门用于100Mbps通信。
工业以太网与商用产品差异
所谓“工业以太网”，它不仅仅是一款标准化的产品，更是一套符合IEEE802.3标准但设计考虑了特殊环境需求的解决方案。这种产品必须能够承受高温、高湿、振动等严酷条件，同时也需要便于安装并适应特定的电源要求。此外，还需考虑电磁兼容性（EMC）要求，以抵御可能存在的地磁干扰（EMI）和静电冲击（ESD）。
速度与距离限制
在讨论共享型以太网距离时，我们不能忽视碰撞域概念。在半双工模式下，每个站点都必须监听信道并进行随机延迟，以避免发生碰撞。如果两个站点同时发送，则会导致信息损坏。这意味着所有站点以及集线器必须位于同一个碰撞域内。
集线器与交换机功能比较
中继型集線器通过级联形成分散星型拓扑，为多端口设备提供服务，它们符合IEEE802.3中继单元要求，包括前导码生成、对称补偿等。此外，它们还能检测不完整包冲突，并产生阻塞信号来隔离问题端口。而交换机则可以作为物理层设备工作，不仅能扩大网络范围，还能实现更高效率地流量控制，其性能比集線器更高，但复杂度也更大。
半双工与全双工模式
半双工意味着发送和接受操作是异步进行，而全双工则拥有独立的发送和接受通道，全双工链接长度不能超过两个设备，可以是两块网卡或者交换机端口，全双工对于扩展快速以太网络至关重要。但需要注意的是，只有当有两块独立可用的硬件才能够真正实现全双工通信；如果只有一个硬件，那么只能保持半雙工作态状态。
