自動化是目前全球工業制造業發展的主流趨勢，一系列自動化設備產業市場迅速擴大。一個完整的自動化生產線都包括PLC、系統控制軟件、工業機器人等，而這些組成部份都需要工業以太網相聯，構成統一整體。工業以太網即一種高效的局域網絡，它是現代工業自動化生產體系中的重要組成部份，不管是傳感器數據傳輸、還是生產設備控制等等，這些都需以太網來構成基本的控制網絡。這也是為什么工業以太網在自動化生產中的應用越來越廣泛的重要原因之一。如果你正在安裝或者使用一種工業以太網交換機，那么關于工業以太網布線哪些必須要了解清楚。
一、拓撲結構
拓撲是網絡中電纜的布置。眾所周知，EIA-485或CAN采用總線型拓撲。但在工業以太網中，由于普遍使用集線器或交換機，拓撲結構為星型或分散星型。
二、接線
工業以太網使用的電纜有屏蔽雙絞線(STP)、非屏蔽雙絞線(UTP)、多模或單模光纜。10Mbps的速率對雙絞線沒有過高的要求，而在100Mbps速率下，推薦使用五類或超五類線。
光纖鏈接時需要一對，常用的多模光纖波長為62.5/125μm或50/125μm。與多模光纖的內芯相比，單模光纖的內芯很細，只有10μm左右。通常，10Mbps使用多模光纖，100Mbps下，單模、多模光纖都適用。
三、接頭和連接
雙絞線接頭中RJ-45較常見，共兩對線，一對用于發送，另一對用于接收。在媒介相關接口(MDI)的定義中，這四個信號分別標識為RD+，RD-，TD+，TD-。
一條通信鏈路由DTE(數據終端設備，如工作站)和DCE(數據通訊設備，如中繼器或交換機)組成。集線器端口標識為MDI-X端口表明DTE和DCE可以使用直通電纜相連。假如是兩個DTE或兩個DCE相連，可以采用電纜交叉的方法或直接利用集線器提供的上連端口(電纜不要交叉)。
光纖接頭有兩種，ST接頭用于10Mbps或100Mbps;SC接頭專用于100Mbps。單模纖通常使用SC接頭。DTE與DCE之間的連接只需依照端口的TX、RX標識即可。
四、工業以太網與普通商用以太網產品
什么是工業以太網?技術上，它與IEEE802.3兼容，但設計和包裝兼顧工業和商業應用的要求。工業現場的設計者希望采用市場上可以找到的以太網芯片和媒介，兼顧考慮工業現場的特殊要求。首先考慮的是高溫、潮濕、震動。第二看是否能方便地安裝在工業現場控制柜內。第三是電源要求。許多控制柜內提供的電源都是低壓交流或直流。墻裝式電源裝置有時不能適應。電磁兼容性(EMC)的要求隨工業環境對EMI(工業抗干擾)和ESD(工業抗震)要求的不同而變化。現場的安全標準與辦公室的完全不同。有時需要的是惡劣環境的額定值。工廠里采用的可能是工業控制柜標準而樓宇系統采用的往往是煙霧標準。顯然低價的商用以太網集線器和交換機無法達到這些要求。
五、速度和距離
討論共享型以太網的距離，不能忽略碰撞域(CollisionDomain)的概念。
共享型以太網或半雙工以太網的媒體訪問是由載波偵聽多路訪問/碰撞檢測(CSMA/CD)確定的。在半雙工的通訊方式下，發送和接收不能同時進行，否則數據會發生碰撞。站點發送前，首先要看是否有空閑的信道。發送時，站點還會在一段時間內收聽，確保在這一時間內沒有其它站點在進行同步傳送，最終本站發送成功。反之，發生碰撞，源站點發送阻塞信號加強碰撞。競爭站點延遲后(延遲時間由算法確定，是隨機的)重試。在這種機制下CONTROLENGINEERINGChina版權所有，所有站點和所有集線器都必須在同一碰撞域內。
對工業以太網來說，10Mbps和100Mbps是最常用的。在10Mbps，全部采用雙絞線的以太網網絡中，與距離有關的概念有兩個，即網段(Segment)和網絡范圍(NetworkDiameter)。前者指連接兩個設備(集線器、交換機或主機)的距離，后者指網絡中兩個最遠端設備之間的距離。不管是10Mbps或100Mbps的網絡，網段的最遠距離不能超過100米。考慮網絡延伸，最有用的規則就是5-4-3規則(僅僅針對10Mbps中繼器)。規則的內容如下：一個網絡最多有五個網段，四個中繼器，不多于三個的混合網段。混合網段指的是同軸總線網段(已淘汰)。
由于雙絞線網段的最遠距離是100米，最大網絡(網絡范圍)就是500米。光纖網段的最遠距離可達2公里，但IEEE802.3標準規定，使用光纖，級聯數最多不能超過3個，且網絡末端需使用雙絞線，中間的兩個為光纖網段并保證每個網段不超過1公里。這樣，整個光纖網段長度限制在2公里。5-4-3規則對100Mbps是不適用的。建議使用100Mbps交換機。
