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(yè)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(yè)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(fā)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(yè)以太網與普通商用以太網產品

　　什么是工業(yè)以太網?技術上，它與IEEE802.3兼容，但設計和包裝兼顧工業(yè)和商業(yè)應用的要求。工業(yè)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(yè)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(yè)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(yè)環(huán)境對EMI(工業(yè)抗干擾)和ESD(工業(yè)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(huán)境的額定值。工廠里采用的可能是工業(yè)控制柜標準而樓宇系統(tǒng)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(fā)送和接收不能同時進行，否則數據會發(fā)生碰撞。站點發(fā)送前，首先要看是否有空閑的信道。發(fā)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(fā)送成功。反之，發(fā)生碰撞，源站點發(fā)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(yè)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(guī)則就是5-4-3規(guī)則(僅僅針對10Mbps中繼器)。規(guī)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(guī)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(guī)則對100Mbps是不適用的。建議使用100Mbps交換機。