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；當前第1頁；編輯于星期一\13點0分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)論本文檔共73頁；當前第2頁；編輯于星期一\13點0分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)議本文檔共73頁；當前第3頁；編輯于星期一\13點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；當前第4頁；編輯于星期一\13點0分CommunicationTrendin

IndustrialEnvironmentsFieldLevelManagementLevelCorporateLevelInterbusLoopASIInterbusSeriplexProfibusDPProfibusFMSCANCCLinkControlNetDeviceNetSDSWorldFIP/FIPLonWorksETHERNETIEC/SP50H1IEC/SP50

H2HARTProfibusPAProcessMeasurementandControlLevel本文檔共73頁；當前第5頁；編輯于星期一\13點0分工業(yè)通訊為什么選擇以太網(wǎng)?以太網(wǎng)是開放的標準.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)而投奔各自基于標準以太網(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；當前第6頁；編輯于星期一\13點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運行Maintenance維護Management管理本文檔共73頁；當前第7頁；編輯于星期一\13點0分一些統(tǒng)計數(shù)字本文檔共73頁；當前第8頁；編輯于星期一\13點0分Source:Datacom,NetworkManagementSpecial

Aroundtwothirdsofallfailuresarecausedbyfaultsin

networkcomponents

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

systemNetworkcomponents本文檔共73頁；當前第9頁；編輯于星期一\13點0分Hardware17%Software7%Support73%Miscellaneous3%TotalCostofOwnershipofaNetwork

over5years

Source:GartnerGroup

本文檔共73頁；當前第10頁；編輯于星期一\13點0分結(jié)構(gòu)化布線本文檔共73頁；當前第11頁；編輯于星期一\13點0分結(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本文檔共73頁；當前第12頁；編輯于星期一\13點0分結(jié)構(gòu)化布線標準ISO/IEC11801EN50173ANSI/TIA/EIA568-B本文檔共73頁；當前第13頁；編輯于星期一\13點0分術(shù)語CD=CampusDistributorBD=BuildingDistributorFD=FloorDistributorMD=MachineDistributor(new:IntermediateDistributor(ID))TO=TelecommunicationOutletCP=ConsolidationPoint本文檔共73頁；當前第14頁；編輯于星期一\13點0分CablingStructureOfficeIndustryOfficebuilding

BDCDBDFDTOTOPrimarycabling

SecondarycablingTertiarycablingProductionhall

FDTOMDTOMDTOTOMDBDLayer1

Layer2

(Layer3)

Layer4

CP

TO本文檔共73頁；當前第15頁；編輯于星期一\13點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；當前第16頁；編輯于星期一\13點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本文檔共73頁；當前第17頁；編輯于星期一\13點0分ChoosingTwistedPairWhatisTwistedPairCable?雙絞線纜采用絞和的方式以避免線纜之間的串擾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；當前第18頁；編輯于星期一\13點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；當前第19頁；編輯于星期一\13點0分連接器Theissues灰塵/水振動雙絞線“Industrialized”RJ45M12光纖M12-MicroFX本文檔共73頁；當前第20頁；編輯于星期一\13點0分自適應(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本文檔共73頁；當前第21頁；編輯于星期一\13點0分交換機的物理特性本文檔共73頁；當前第22頁；編輯于星期一\13點0分PhysicalCharacteristics沒有“標準的”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)本文檔共73頁；當前第23頁；編輯于星期一\13點0分CertificationsMarineSubstationTransportationATEXZone2本文檔共73頁；當前第24頁；編輯于星期一\13點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)電路板保護涂層本文檔共73頁；當前第25頁；編輯于星期一\13點0分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)連接標準的臺式機\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)標準可遵循）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本文檔共73頁；當前第26頁；編輯于星期一\13點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；當前第27頁；編輯于星期一\13點0分BeforeandAfter本文檔共73頁；當前第28頁；編輯于星期一\13點0分拓撲結(jié)構(gòu)和冗余本文檔共73頁；當前第29頁；編輯于星期一\13點0分NetworkTopologies–總線型本文檔共73頁；當前第30頁；編輯于星期一\13點0分NetworkTopologies–星型本文檔共73頁；當前第31頁；編輯于星期一\13點0分NetworkTopologies–樹型本文檔共73頁；當前第32頁；編輯于星期一\13點0分NetworkTopologies–帶有冗余結(jié)構(gòu)的樹形本文檔共73頁；當前第33頁；編輯于星期一\13點0分(Rapid)SpanningTree–（快速）生成樹優(yōu)點標準化向下兼容(STP)可以組建混合型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本文檔共73頁；當前第34頁；編輯于星期一\13點0分NetworkTopologies–環(huán)型HIRSCHMANNHIRSCHMANNNNAMHCSRIHNNAMHCSRIHNNAMHCSRIH本文檔共73頁；當前第35頁；編輯于星期一\13點0分改進的環(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本文檔共73頁；當前第36頁；編輯于星期一\13點0分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準化但是…MRPMediaRedundancyProtocol（介質(zhì)冗余協(xié)議）IEC62439(標準化的工業(yè)環(huán)網(wǎng)冗余協(xié)議)本文檔共73頁；當前第37頁；編輯于星期一\13點0分應(yīng)用案例–地鐵本文檔共73頁；當前第38頁；編輯于星期一\13點0分Multicasting(多播通信)本文檔共73頁；當前第39頁；編輯于星期一\13點0分消息類型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）-一組終端本文檔共73頁；當前第40頁；編輯于星期一\13點0分為什么使用組播?可以在不增加發(fā)送源負擔的條件下發(fā)送數(shù)據(jù)給多個接收方節(jié)省帶寬資源實時性好本文檔共73頁；當前第41頁；編輯于星期一\13點0分組播的應(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）本文檔共73頁；當前第42頁；編輯于星期一\13點0分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本文檔共73頁；當前第43頁；編輯于星期一\13點0分VLAN（虛擬局域網(wǎng)）本文檔共73頁；當前第44頁；編輯于星期一\13點0分PhysicalLAN本文檔共73頁；當前第45頁；編輯于星期一\13點0分VirtualLANs本文檔共73頁；當前第46頁；編輯于星期一\13點0分MultipleVLANsperSwitchHIRSCHMANNHIRSCHMANN本文檔共73頁；當前第47頁；編輯于星期一\13點0分交叉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）本文檔共73頁；當前第48頁；編輯于星期一\13點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；當前第49頁；編輯于星期一\13點0分Prioritization（優(yōu)先級區(qū)分）本文檔共73頁；當前第50頁；編輯于星期一\13點0分優(yōu)先級(服務(wù)質(zhì)量)ProgramUpdatesVoiceControlOther

6531ControlVoiceProgramUpdatesOtherPriority本文檔共73頁；當前第51頁；編輯于星期一\13點0分故障設(shè)備替換本文檔共73頁；當前第52頁；編輯于星期一\13點0分工業(yè)以太網(wǎng)-達到的目標標準化的故障設(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.本文檔共73頁；當前第53頁；編輯于星期一\13點0分可選擇的方法Manualconfigurationusingaserialcable(RS232).ManualconfigurationviatheEthernetportusingspecialprotocolsAutomaticconfigurationusingDHCPProprietaryMethods一種外部的可存儲交換機配置信息和固件的硬件本文檔共73頁；當前第54頁；編輯于星期一\13點0分可插拔外部存儲設(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)險本文檔共73頁；當前第55頁；編輯于星期一\13點0分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本文檔共73頁；當前第56頁；編輯于星期一\13點0分地址沖突檢測重復(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本文檔共73頁；當前第57頁；編輯于星期一\13點0分結(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)備更換本文檔共73頁；當前第58頁；編輯于星期一\13點0分網(wǎng)絡(luò)管理本文檔共73頁；當前第59頁；編輯于星期一\13點0分可網(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本文檔共73頁；當前第60頁；編輯于星期一\13點0分我們?yōu)槭裁葱枰W(wǎng)絡(luò)管理?Network本文檔共73頁；當前第61頁；編輯于星期一\13點0分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本文檔共73頁；當前第62頁；編輯于星期一\13點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/服務(wù)質(zhì)量）Clocksynchronisation(SNTP/PTP)（時間同步）Configurationmanagement（功能配置）本文檔共73頁；當前第63頁；編輯于星期一\13點0分監(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）本文檔共73頁；當前第64頁；編輯于星期一\13點0分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）標準化的協(xié)議供應(yīng)商普遍支持本文檔共73頁；當前第65頁；編輯于星期一\13點0分歷史SNMPv1–1988Stop-gapsolutionDuetobereplacedbyCommonManagementInformationProtocolSNMPv2a–1993Additionalcommands帶有安全性SNMPv2c-1996和v2a類似，但沒有安全性SNMPv3-2002帶有安全性本文檔共73頁；當前第66頁；編輯于星期一\13點0分網(wǎng)管通訊:管理者和管理代理MIB ManagementInformationBase

（管理信息庫）NMS NetworkManagementStation

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

（