辦公以太網(wǎng)和工業(yè)以太網(wǎng)的區(qū)別

辦公以太網(wǎng)和工業(yè)以太網(wǎng)的區(qū)別本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第1頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分Contents以太網(wǎng)歷史一些統(tǒng)計(jì)數(shù)字結(jié)構(gòu)化布線交換機(jī)的物理特性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和冗余帶寬組播因素VLANs虛擬局域網(wǎng)優(yōu)先級(jí)區(qū)別服務(wù)故障設(shè)備的替換網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)論本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第2頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分Definition“只有一個(gè)以太網(wǎng)”什么是工業(yè)以太網(wǎng)?將以太網(wǎng)技術(shù)用于工業(yè)領(lǐng)域?qū)⒁蕴W(wǎng)和TCP/IP作為工業(yè)通訊技術(shù)和協(xié)議本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第3頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分History1973–FirstEthernet–XeroxPARC2.94Mb/s1975–FirstUSpatent–Xerox1980–Ethernetv1–Digital,Intel,Xerox10Mb/s1982–Ethernetv2–Digital,Intel,Xerox1985–IEEE802.31989–ISOStandard880231990–10BaseT(twistedpair)1994–10BaseF(fibre)1995–100BaseT/F100Mb/s1997–FullDuplex1998–1000Mb/s2005–PowerOverEthernet2006–10Gb/s……–40/100Gb/s本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第4頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分CommunicationTrendin

IndustrialEnvironmentsFieldLevelManagementLevelCorporateLevelInterbusLoopASIInterbusSeriplexProfibusDPProfibusFMSCANCCLinkControlNetDeviceNetSDSWorldFIP/FIPLonWorksETHERNETIEC/SP50H1IEC/SP50

H2HARTProfibusPAProcessMeasurementandControlLevel本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第5頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分工業(yè)通訊為什么選擇以太網(wǎng)?以太網(wǎng)是開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn).以太網(wǎng)使網(wǎng)絡(luò)的垂直集成成為可能.對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)總線，以太網(wǎng)提供了更大的通訊帶寬以滿足多應(yīng)用集成的需求主要的以現(xiàn)場(chǎng)總線為工業(yè)通信技術(shù)的制造商轉(zhuǎn)而投奔各自基于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的工業(yè):DeltaV（Emerson）Modbus/TCP（Modbus）EtherNet/IP（ControlNetDeviceNet）ProfiNet（Profibus)FFHSE（FoundationFieldbus）PowerLink(CANOpen）本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第6頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分AspectsofIndustrialEthernet工業(yè)以太網(wǎng)和商用以太網(wǎng)區(qū)別所在：Environment環(huán)境Operation運(yùn)行Maintenance維護(hù)Management管理本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第7頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分一些統(tǒng)計(jì)數(shù)字本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第8頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分Source:Datacom,NetworkManagementSpecial

Aroundtwothirdsofallfailuresarecausedbyfaultsin

networkcomponents

InvestinginoperationalsafetypaysPhysicalDataLinkNetworkTransportSessionPresentationApplication8%10%35%25%12%7%3%ApplicationprogramsNetworkoperating

systemNetworkcomponents本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第9頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分Hardware17%Software7%Support73%Miscellaneous3%TotalCostofOwnershipofaNetwork

over5years

Source:GartnerGroup

本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第10頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分結(jié)構(gòu)化布線本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第11頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分結(jié)構(gòu)化布線的好處簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)產(chǎn)品可選擇余地大兼容性好增加可靠性易于維護(hù)本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第12頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分結(jié)構(gòu)化布線標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC11801EN50173ANSI/TIA/EIA568-B本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第13頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分術(shù)語(yǔ)CD=CampusDistributorBD=BuildingDistributorFD=FloorDistributorMD=MachineDistributor(new:IntermediateDistributor(ID))TO=TelecommunicationOutletCP=ConsolidationPoint本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第14頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分CablingStructureOfficeIndustryOfficebuilding

BDCDBDFDTOTOPrimarycabling

SecondarycablingTertiarycablingProductionhall

FDTOMDTOMDTOTOMDBDLayer1

Layer2

(Layer3)

Layer4

CP

TO本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第15頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分PhysicalCablingStructureOffice:

Industry(3or4layers):FO(500)

E9..10/125orG50(62,5)/125

FO(500m)

E9..10/125orG50(62,5)/125

CD

BD

FD

TO

CD

BD

FD

MDFO(1500m)

E9...10/125

G50(62,5)/125

FO(500m)

E9...10/125

G50(62,5)/125

TP(90m+2*5m)

FO

G50(62,5)/125TP(90m+2*5m)

FOG50(62,5)/125

Buscable

TP

HCS/POFTransmissionmediaFO(1500m)

E9...10/125G50(62,5)/125

Users

Range

TP

TO

Machine

CP

Primary

SecondaryTertiary

本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第16頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分ChoosingFiber多模光纖還是單模光纖?多模光纖距離短不同的線徑單模光纖距離遠(yuǎn)本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第17頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分ChoosingTwistedPairWhatisTwistedPairCable?雙絞線纜采用絞和的方式以避免線纜之間的串?dāng)_非屏蔽雙絞線半屏蔽雙絞線全屏蔽雙絞線Cat5e？Cat6？單芯線？多芯線？本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第18頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分OtherConsiderations可能降低線纜性能甚至是破環(huán)線纜的原因Abrasion（磨損）Bending（彎曲）Impact（碰撞）Tension/Stretching（拉伸）Crushing（擠壓）Cutting（切斷）Highorlowtemperature（高低溫）Contactwithoil（油污）ExposuretoUVlight（暴露在紫外線照射下）Immersioninwater（浸水）本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第19頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分連接器Theissues灰塵/水振動(dòng)雙絞線“Industrialized”RJ45M12光纖M12-MicroFX本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第20頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分自適應(yīng)/自動(dòng)交叉自適應(yīng)速度雙工模式IEEE802.1x流量控制雙方都自適應(yīng)才能自適應(yīng)自動(dòng)交叉MDI,MDI-X自動(dòng)校準(zhǔn)發(fā)送和接受線對(duì)一般必須在自適應(yīng)功能開(kāi)啟情況下使用（赫思曼交換機(jī)則可以單獨(dú)開(kāi)啟）Patchcable1:112364578PINPIN12364578CrossovercablePINPIN1234567812345678本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第21頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分交換機(jī)的物理特性本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第22頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分PhysicalCharacteristics沒(méi)有“標(biāo)準(zhǔn)的”工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)物理特性需與PLC保持一致網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不能成為最薄弱的環(huán)節(jié)本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第23頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分CertificationsMarineSubstationTransportationATEXZone2本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第24頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分環(huán)境因素安裝方式（DINorRack）外形尺寸？固定式還是模塊化？工作輸入電壓范圍工作溫度范圍無(wú)風(fēng)扇散熱振動(dòng)抗電磁干擾性能保護(hù)等級(jí)（IP20–IP67)電路板保護(hù)涂層本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第25頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分Comparison-PhysicalOfficeIndustrial安裝和連接使用壽命工作環(huán)境

專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜內(nèi)連接標(biāo)準(zhǔn)的臺(tái)式機(jī)\工作站\打印機(jī)等

現(xiàn)場(chǎng)安裝（控制柜內(nèi)或直接安裝于自動(dòng)化設(shè)備上，環(huán)境惡劣，某些場(chǎng)合甚至要求滿足IP67防護(hù)等級(jí)）連接離散的控制設(shè)備和I/O

幾年或十幾年（沒(méi)有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)可遵循）風(fēng)扇散熱備件更換：3年電源(220VAC)MTBF20年以上（基于MIL-HDBK217F），有些甚至長(zhǎng)達(dá)100年以上無(wú)風(fēng)扇散熱備件更換：10年冗余的電源(24/48VDC，110/220VAC等)

良好（機(jī)房恒溫，恒濕）無(wú)振動(dòng)、沖擊無(wú)重機(jī)械負(fù)載、無(wú)化學(xué)物質(zhì)腐蝕較低的抗電磁干擾能力

普通或?qū)挏?-40°-+70/+85°)

有具體的抗振動(dòng)、抗沖擊要求牢固的重機(jī)械負(fù)載設(shè)計(jì)、防某些

化學(xué)物質(zhì)腐蝕較強(qiáng)的抗電磁干擾能力工業(yè)認(rèn)證EN60950FCCPart15ClassAEN55022Cul508/1604Class1Div2IEC61850-3IEEE1613、KEMAEN50121、EN50155、ATEXZone1&2本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第26頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分可用性產(chǎn)品可用性產(chǎn)品生命周期替代產(chǎn)品延續(xù)性本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第27頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分BeforeandAfter本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第28頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和冗余本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第29頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分NetworkTopologies–總線型本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第30頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分NetworkTopologies–星型本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第31頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分NetworkTopologies–樹(shù)型本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第32頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分NetworkTopologies–帶有冗余結(jié)構(gòu)的樹(shù)形本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第33頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分(Rapid)SpanningTree–（快速）生成樹(shù)優(yōu)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化向下兼容(STP)可以組建混合型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第34頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分NetworkTopologies–環(huán)型HIRSCHMANNHIRSCHMANNNNAMHCSRIHNNAMHCSRIHNNAMHCSRIH本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第35頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分改進(jìn)的環(huán)形環(huán)形不一定需要頭尾順序連接通過(guò)合理的設(shè)計(jì)以避免延時(shí)并提供冗余性本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第36頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分HIPERRing優(yōu)點(diǎn)配置簡(jiǎn)單恢復(fù)速度快恢復(fù)性能可靠一致降低線纜需求拓?fù)淝逦秉c(diǎn)非標(biāo)準(zhǔn)化但是…MRPMediaRedundancyProtocol（介質(zhì)冗余協(xié)議）IEC62439(標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)環(huán)網(wǎng)冗余協(xié)議)本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第37頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分應(yīng)用案例–地鐵本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第38頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分Multicasting(多播通信)本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第39頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分消息類(lèi)型Unicast（單播）–目的地終端唯一Broadcast（廣播）-子網(wǎng)中的所有終端Multicast（組播）-一組終端本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第40頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分為什么使用組播?可以在不增加發(fā)送源負(fù)擔(dān)的條件下發(fā)送數(shù)據(jù)給多個(gè)接收方節(jié)省帶寬資源實(shí)時(shí)性好本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第41頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分組播的應(yīng)用場(chǎng)合?一般應(yīng)用VideoConferencing（視頻會(huì)議）VideoSurveillance（視頻監(jiān)控）SoftwareDistribution（軟件分發(fā)如病毒庫(kù)更新等）…工業(yè)應(yīng)用Producer/Consumer（生產(chǎn)者/消費(fèi)者）Publisher/Subscriber（發(fā)布者/訂閱者）本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第42頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分Andtheissueis?以太網(wǎng)在設(shè)計(jì)之初不支持多播以太網(wǎng)將多播以廣播看待意味著每臺(tái)終端設(shè)備都將接收到多播數(shù)據(jù)因此要有個(gè)特殊技術(shù)可以處理多播數(shù)據(jù)（IGMPSnooping/querier）赫思曼的二層交換機(jī)同時(shí)支持IGMPSnooping和QuerierHIRSCHMANN本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第43頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分VLAN（虛擬局域網(wǎng)）本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第44頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分PhysicalLAN本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第45頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分VirtualLANs本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第46頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分MultipleVLANsperSwitchHIRSCHMANNHIRSCHMANN本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第47頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分交叉VLAN二層環(huán)境下實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的訪問(wèn)控制要求不是所有的二層交換機(jī)都支持該功能（赫思曼的所有二層交換機(jī)均支持該功能）本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第48頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分VLANTypesVLANslayer1: 基于端口

(IEEE802.1Q)VLANslayer2: 基于MAC地址VLANslayer3: 基于網(wǎng)絡(luò)地址或協(xié)議(IEEE802.1v)VLANslayer4-7:基于應(yīng)用future本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第49頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分Prioritization（優(yōu)先級(jí)區(qū)分）本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第50頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分優(yōu)先級(jí)(服務(wù)質(zhì)量)ProgramUpdatesVoiceControlOther

6531ControlVoiceProgramUpdatesOtherPriority本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第51頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分故障設(shè)備替換本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第52頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分工業(yè)以太網(wǎng)-達(dá)到的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化的故障設(shè)備更換方法.故障設(shè)備的更換必須盡可能簡(jiǎn)單、快捷.維護(hù)人員需了解的設(shè)備知識(shí)越少越好.本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第53頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分可選擇的方法Manualconfigurationusingaserialcable(RS232).ManualconfigurationviatheEthernetportusingspecialprotocolsAutomaticconfigurationusingDHCPProprietaryMethods一種外部的可存儲(chǔ)交換機(jī)配置信息和固件的硬件本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第54頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分可插拔外部存儲(chǔ)設(shè)備–ACA21-USB優(yōu)點(diǎn)故障設(shè)備替換無(wú)需專(zhuān)業(yè)知識(shí)降低出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第55頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分DHCPOption82優(yōu)點(diǎn)無(wú)需專(zhuān)業(yè)知識(shí)所需硬件開(kāi)銷(xiāo)較小開(kāi)放的手段Switchwith

Option82HIRSCHMANNHIRSCHMANN12345ReplacementdeviceOption82Server本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第56頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分地址沖突檢測(cè)重復(fù)的IP地址摧毀現(xiàn)有的通訊在加入網(wǎng)絡(luò)前必須確認(rèn)IP地址分配N(xiāo)NAMHCSRIHNNAMHCSRIHNNAMHCSRIH本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第57頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分結(jié)論每種方法都有優(yōu)缺點(diǎn).考慮的因素有:投入.配置的復(fù)雜性.故障設(shè)備替換是否方便.網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮故障設(shè)備更換本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第58頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分網(wǎng)絡(luò)管理本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第59頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分可網(wǎng)管vs非網(wǎng)管交換機(jī)非網(wǎng)管交換機(jī)價(jià)格低維護(hù)簡(jiǎn)便即插即用沒(méi)有安全性可網(wǎng)管交換機(jī)需要更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)配置提供了很多高級(jí)功能保證網(wǎng)絡(luò)高可靠性故障查找方便本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第60頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分我們?yōu)槭裁葱枰W(wǎng)絡(luò)管理?Network本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第61頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分ISO網(wǎng)絡(luò)管理分類(lèi)配置管理性能管理故障管理安全管理記賬管理ConfigurationSupervision本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第62頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分配置管理Redundancy（冗余）Portstatus（端口狀態(tài)）Flowcontrol（流量控制）VLANsPrioritisation（優(yōu)先級(jí)/服務(wù)質(zhì)量）Clocksynchronisation(SNTP/PTP)（時(shí)間同步）Configurationmanagement（功能配置）本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第63頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分監(jiān)控管理Networkoverview（網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)瀏覽）Localisingfaults（錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)）Avoidingfaultsandbreakdowns（錯(cuò)誤避免）本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第64頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分SimpleNetworkManagementProtocol

-簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議隸屬于TCP/IP協(xié)議家族可支持的設(shè)備有:Hubs（集線器）Switches（交換機(jī)）Routers（路由器）Servers（服務(wù)器）標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議供應(yīng)商普遍支持本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第65頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分歷史SNMPv1–1988Stop-gapsolutionDuetobereplacedbyCommonManagementInformationProtocolSNMPv2a–1993Additionalcommands帶有安全性SNMPv2c-1996和v2a類(lèi)似，但沒(méi)有安全性SNMPv3-2002帶有安全性本文檔共73頁(yè)；當(dāng)前第66頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)0分網(wǎng)管通訊:管理者和管理代理MIB ManagementInformationBase

（管理信息庫(kù)）NMS NetworkManagementStation

（網(wǎng)絡(luò)管理站）SNMP SimpleNetworkManagementProtocol

（