辦公以太網(wǎng)和工業(yè)以太網(wǎng)的區(qū)別演示文稿

辦公以太網(wǎng)和工業(yè)以太網(wǎng)的區(qū)別演示文稿當(dāng)前1頁，總共73頁。辦公以太網(wǎng)和工業(yè)以太網(wǎng)的區(qū)別當(dāng)前2頁，總共73頁。Contents以太網(wǎng)歷史一些統(tǒng)計數(shù)字結(jié)構(gòu)化布線交換機的物理特性拓撲結(jié)構(gòu)和冗余帶寬組播因素VLANs虛擬局域網(wǎng)優(yōu)先級區(qū)別服務(wù)故障設(shè)備的替換網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)論當(dāng)前3頁，總共73頁。Definition“只有一個以太網(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)議當(dāng)前4頁，總共73頁。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當(dāng)前5頁，總共73頁。CommunicationTrendin

IndustrialEnvironmentsFieldLevelManagementLevelCorporateLevelInterbusLoopASIInterbusSeriplexProfibusDPProfibusFMSCANCCLinkControlNetDeviceNetSDSWorldFIP/FIPLonWorksETHERNETIEC/SP50H1IEC/SP50

H2HARTProfibusPAProcessMeasurementandControlLevel當(dāng)前6頁，總共73頁。工業(yè)通訊為什么選擇以太網(wǎng)?以太網(wǎng)是開放的標(biāo)準(zhǔn).以太網(wǎng)使網(wǎng)絡(luò)的垂直集成成為可能.對比現(xiàn)場總線，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）當(dāng)前7頁，總共73頁。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運行Maintenance維護Management管理當(dāng)前8頁，總共73頁。一些統(tǒng)計數(shù)字當(dāng)前9頁，總共73頁。Source:Datacom,NetworkManagementSpecial

Aroundtwothirdsofallfailuresarecausedbyfaultsinnetworkcomponents

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

systemNetworkcomponents當(dāng)前10頁，總共73頁。Hardware17%Software7%Support73%Miscellaneous3%TotalCostofOwnershipofaNetwork

over5years

Source:GartnerGroup

當(dāng)前11頁，總共73頁。結(jié)構(gòu)化布線當(dāng)前12頁，總共73頁。結(jié)構(gòu)化布線的好處簡化設(shè)計產(chǎn)品可選擇余地大兼容性好增加可靠性易于維護當(dāng)前13頁，總共73頁。結(jié)構(gòu)化布線標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC11801EN50173ANSI/TIA/EIA568-B當(dāng)前14頁，總共73頁。術(shù)語CD=CampusDistributorBD=BuildingDistributorFD=FloorDistributorMD=MachineDistributor(new:IntermediateDistributor(ID))TO=TelecommunicationOutletCP=ConsolidationPoint當(dāng)前15頁，總共73頁。CablingStructureOfficeIndustryOfficebuilding

BDCDBDFDTOTOPrimarycabling

Secondarycabling

TertiarycablingProductionhall

FDTOMDTOMDTOTOMDBDLayer1

Layer2

(Layer3)

Layer4

CP

TO當(dāng)前16頁，總共73頁。PhysicalCablingStructureOffice:

Industry(3or4layers):FO(500)E9..10/125orG50(62,5)/125

FO(500m)

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

CD

BD

FDTO

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)/125

TP(90m+2*5m)

FOG50(62,5)/125

Buscable

TP

HCS/POF

Transmissionmedia

FO(1500m)

E9...10/125

G50(62,5)/125

UsersRange

TP

TO

MachineCPPrimary

SecondaryTertiary

當(dāng)前17頁，總共73頁。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當(dāng)前18頁，總共73頁。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？當(dāng)前19頁，總共73頁。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）當(dāng)前20頁，總共73頁。連接器Theissues灰塵/水振動雙絞線“Industrialized”RJ45M12光纖M12-MicroFX當(dāng)前21頁，總共73頁。自適應(yīng)/自動交叉自適應(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)自動交叉MDI,MDI-X自動校準(zhǔn)發(fā)送和接受線對一般必須在自適應(yīng)功能開啟情況下使用（赫思曼交換機則可以單獨開啟）Patchcable1:112364578PINPIN12364578CrossovercablePINPIN1234567812345678當(dāng)前22頁，總共73頁。交換機的物理特性當(dāng)前23頁，總共73頁。PhysicalCharacteristics沒有“標(biāo)準(zhǔn)的”工業(yè)以太網(wǎng)交換機物理特性需與PLC保持一致網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不能成為最薄弱的環(huán)節(jié)當(dāng)前24頁，總共73頁。CertificationsMarineSubstationTransportationATEXZone2當(dāng)前25頁，總共73頁。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風(fēng)扇散熱振動抗電磁干擾性能保護等級（IP20–IP67)電路板保護涂層當(dāng)前26頁，總共73頁。Comparison-PhysicalOfficeIndustrial安裝和連接使用壽命工作環(huán)境

專用網(wǎng)絡(luò)機柜內(nèi)連接標(biāo)準(zhǔn)的臺式機\工作站\打印機等

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

幾年或十幾年（沒有相應(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），有些甚至長達100年以上無風(fēng)扇散熱備件更換：10年冗余的電源(24/48VDC，110/220VAC等)

良好（機房恒溫，恒濕）無振動、沖擊無重機械負載、無化學(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、抗沖擊要求牢固的重機械負載設(shè)計、防某些

化學(xué)物質(zhì)腐蝕較強的抗電磁干擾能力工業(yè)認證EN60950FCCPart15ClassAEN55022Cul508/1604Class1Div2IEC61850-3IEEE1613、KEMAEN50121、EN50155、ATEXZone1&2當(dāng)前27頁，總共73頁?？捎眯援a(chǎn)品可用性產(chǎn)品生命周期替代產(chǎn)品延續(xù)性當(dāng)前28頁，總共73頁。BeforeandAfter當(dāng)前29頁，總共73頁。拓撲結(jié)構(gòu)和冗余當(dāng)前30頁，總共73頁。NetworkTopologies–總線型當(dāng)前31頁，總共73頁。NetworkTopologies–星型當(dāng)前32頁，總共73頁。NetworkTopologies–樹型當(dāng)前33頁，總共73頁。NetworkTopologies–帶有冗余結(jié)構(gòu)的樹形當(dāng)前34頁，總共73頁。(Rapid)SpanningTree–（快速）生成樹優(yōu)點標(biāo)準(zhǔn)化向下兼容(STP)可以組建混合型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)當(dāng)前35頁，總共73頁。NetworkTopologies–環(huán)型HIRSCHMANNHIRSCHMANNNNAMHCSRIHNNAMHCSRIHNNAMHCSRIH當(dāng)前36頁，總共73頁。改進的環(huán)形環(huán)形不一定需要頭尾順序連接通過合理的設(shè)計以避免延時并提供冗余性當(dāng)前37頁，總共73頁。HIPERRing優(yōu)點配置簡單恢復(fù)速度快恢復(fù)性能可靠一致降低線纜需求拓撲清晰缺點非標(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)當(dāng)前38頁，總共73頁。應(yīng)用案例–地鐵當(dāng)前39頁，總共73頁。Multicasting(多播通信)當(dāng)前40頁，總共73頁。消息類型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）-一組終端當(dāng)前41頁，總共73頁。為什么使用組播?可以在不增加發(fā)送源負擔(dān)的條件下發(fā)送數(shù)據(jù)給多個接收方節(jié)省帶寬資源實時性好當(dāng)前42頁，總共73頁。組播的應(yīng)用場合?一般應(yīng)用VideoConferencing（視頻會議）VideoSurveillance（視頻監(jiān)控）SoftwareDistribution（軟件分發(fā)如病毒庫更新等）…工業(yè)應(yīng)用Producer/Consumer（生產(chǎn)者/消費者）Publisher/Subscriber（發(fā)布者/訂閱者）當(dāng)前43頁，總共73頁。Andtheissueis?以太網(wǎng)在設(shè)計之初不支持多播以太網(wǎng)將多播以廣播看待意味著每臺終端設(shè)備都將接收到多播數(shù)據(jù)因此要有個特殊技術(shù)可以處理多播數(shù)據(jù)（IGMPSnooping/querier）赫思曼的二層交換機同時支持IGMPSnooping和QuerierHIRSCHMANN當(dāng)前44頁，總共73頁。VLAN（虛擬局域網(wǎng)）當(dāng)前45頁，總共73頁。PhysicalLAN當(dāng)前46頁，總共73頁。VirtualLANs當(dāng)前47頁，總共73頁。MultipleVLANsperSwitchHIRSCHMANNHIRSCHMANN當(dāng)前48頁，總共73頁。交叉VLAN二層環(huán)境下實現(xiàn)更復(fù)雜的訪問控制要求不是所有的二層交換機都支持該功能（赫思曼的所有二層交換機均支持該功能）當(dāng)前49頁，總共73頁。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當(dāng)前50頁，總共73頁。Prioritization（優(yōu)先級區(qū)分）當(dāng)前51頁，總共73頁。優(yōu)先級(服務(wù)質(zhì)量)ProgramUpdatesVoiceControlOther

6531ControlVoiceProgramUpdatesOtherPriority當(dāng)前52頁，總共73頁。故障設(shè)備替換當(dāng)前53頁，總共73頁。工業(yè)以太網(wǎng)-達到的目標(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單、快捷.維護人員需了解的設(shè)備知識越少越好.當(dāng)前54頁，總共73頁?？蛇x擇的方法Manualconfigurationusingaserialcable(RS232).ManualconfigurationviatheEthernetportusingspecialprotocolsAutomaticconfigurationusingDHCPProprietaryMethods一種外部的可存儲交換機配置信息和固件的硬件當(dāng)前55頁，總共73頁?？刹灏瓮獠看鎯υO(shè)備–ACA21-USB優(yōu)點故障設(shè)備替換無需專業(yè)知識降低出錯的風(fēng)險當(dāng)前56頁，總共73頁。DHCPOption82優(yōu)點無需專業(yè)知識所需硬件開銷較小開放的手段Switchwith

Option82HIRSCHMANNHIRSCHMANN12345ReplacementdeviceOption82Server當(dāng)前57頁，總共73頁。地址沖突檢測重復(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IP地址分配NNAMHCSRIHNNAMHCSRIHNNAMHCSRIH當(dāng)前58頁，總共73頁。結(jié)論每種方法都有優(yōu)缺點.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)計時必須考慮故障設(shè)備更換當(dāng)前59頁，總共73頁。網(wǎng)絡(luò)管理當(dāng)前60頁，總共73頁。可網(wǎng)管vs非網(wǎng)管交換機非網(wǎng)管交換機價格低維護簡便即插即用沒有安全性可網(wǎng)管交換機需要更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)配置提供了很多高級功能保證網(wǎng)絡(luò)高可靠性故障查找方便當(dāng)前61頁，總共73頁。我們?yōu)槭裁葱枰W(wǎng)絡(luò)管理?Network當(dāng)前62頁，總共73頁。ISO網(wǎng)絡(luò)管理分類配置管理性能管理故障管理安全管理記賬管理ConfigurationSupervision當(dāng)前63頁，總共73頁。配置管理Redundancy（冗余）Portstatus（端口狀態(tài)）Flowcontrol（流量控制）VLANsPrioritisation（優(yōu)先級/服務(wù)質(zhì)量）Clocksynchronisation(SNTP/PTP)（時間同步）Configurationmanagement（功能配置）當(dāng)前64頁，總共73頁。監(jiān)控管理Networkoverview（網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)瀏覽）Localisingfaults（錯誤發(fā)現(xiàn)）Avoidingfaultsandbreakdowns（錯誤避免）當(dāng)前65頁，總共73頁。SimpleNetworkManagementProtocol

-簡單網(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）Routers（路由器）Servers（服務(wù)器）標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議供應(yīng)商普遍支持當(dāng)前66頁，總共73頁。歷史SNMPv1–1988Stop-gapsolutionDuetobereplacedbyCommonManagementInformationProtocolSNMPv2a–19