BACnet标准与楼宇自控系统技术概述

2023-08-29 理论教育版权反馈

【摘要】：100Base-T标准为IEEE 802.3u，这就严格限制了网络的传输范围在210m以内。100Base-TX网络采用IEEE 802.3u标准，它制定了在5类UTP或STP上速率达100Mbit／s的快速以太网信令标准。使用IEEE 802.3u标准的100Base-TX、100Base-T4网络，还有10Base-T网络都可以通过使用桥接器、路由器接入到由100Base-FX构成的光纤骨干网中。

快速以太网有3种基本的实现方式：100Base-FX、100Base-TX和100Base-T4。每一种规范除了接口电路外都是相同的，接口电路决定了它们使用哪种类型的电缆。为了实现时钟／数据恢复（CDR）功能，100Base-T使用4B／5B编码方式。以上的快速以太网遵从IEEE 802.3u标准。

1.100Base-T网络

（1）100Base-T的特点

100Base-T快速以太网是由10Base-T以太网标准发展而来的，网络速度提高了10倍。100Base-T标准为IEEE 802.3u，这就严格限制了网络的传输范围在210m以内。

100Base-T的特点可以从MAC子层和物理层两个方面说明：

1）MAC子层：100Base-T网络保持了与10Mbit／s以太网同样的MAC子层，使用同样的CS-MA／CD媒体访问控制方式和相同的帧格式。

100Base-T网络的时槽位数和10Base-T相比，变为5.12μs，于是使100Base-T以太网冲突域的网络跨距也差不多减小了1／10，即200m左右。

2）物理层：

① 物理层结构：100Base-T网络的物理层结构与10Base-T网络的物理层结构有了很大的不同：100Base-T以太网物理层与10Base-T以太网物理层的结构有所不同。100Base-T以太网物理层包含的6个部分：媒体无关接口、物理媒体相关子层、协调子层（RS）、物理编码子层、物理媒体连接子层和媒体相关接口。

② 支持多种媒体和组态：100Base-T网络和10Base-T网络的区别在物理层标准和网络设计方面。100Base-T的物理层包含4种媒体选项：100Base-TX、100Base-FX、100Base-T2和100Base-T4。

③ 增加了10Mbit／s／100Mbit／s自动协商功能。

（2）100Base-T的物理层规范

100Base-TX网络是使用5类UTP的快速以太网，100Base-TX网络与10Base-T网络有许多相似之处。它们都使用非屏蔽双绞线的两对线芯，一对用于发送，另一对用于接收，但100Base-TX网络的其他两对线芯不能作为它用，以避免其他信号共享电缆引起的干扰。100Base-TX网络与10Base-T网络最大网段长度均为100m。

10Base-T网络使用曼彻斯特编码方式，而100Base-TX网络采用4B／5B编码方式。

2.100Base-T4

100Base-T4标准是快速以太网的4种有关传输介质的标准之一。另外3种标准是100Base-TX、100Base-FX和100Base-T2，而且这3种标准支持全双工模式。

100Base-T4使用4对3类UTP作为传输介质，最大传送距离为100m。4对UTP中的其中3对线用以传输数据（每对线的数据传输速率为33.3Mbit／s），另1对线进行冲突检验和控制信号的发送接收。100Base-T4不使用曼彻斯特编码，信号采用8B／6T的编码方式，即每8位作为一组的数据转换为每6位一组的三元码组，每条输出信道的信息传输速率为（33.3Mbit／s）×6／8=25Mbit／s。

100Base-T4标准中，一条双绞线中的4对线缆都要使用，而在100Base-TX和100Base-T2标准中只要求使用两对线。4对双绞线中，2对单向，2对双向，是每个传输方向有3对线能同时传输数据。

100Base-T4网络中线缆的连接关系是：1、2端子用于发送，3、6端子用于接收，4、5，7、8是双向线。1、2线对，3、6线对，4、5线对和7、8线对双绞必须是绞纽的双绞线。100Base-T4快速以太网，则要用到4对线，即8根针脚都要用到。

网络线缆的8针按照T568A和T568B标准的排序关系如图8-2所示。

水晶头与网卡的连接关系如图8-3所示。

图8-2 网络线缆的8针按照T568A和T568B标准的排序关系

图8-3 水晶头与网卡的连接关系

在100Base-T4网络中，设计目的之一是：尽量兼容10Mbit／s的网络，避免重新布线，使用25MHz的信号（IEEE 802.3使用20MHz的信号），不使用曼彻斯特编码，线路信号码型为8B／6T编码方式。

3.100Base-TX标准

在IEEE 802.3u快速以太网中，使用最为普遍的是100Base-TX标准。100Base-TX标准使用的是两对阻抗为100Ω的5类UTP，其中一对用于发送数据，另一对用于接收数据。

100Base-TX采用的物理拓扑结构为星形，在目前的组网方法中，使用最多的是100Base-TX标准方式。

100Base-TX网络采用IEEE 802.3u标准，它制定了在5类UTP或STP上速率达100Mbit／s的快速以太网信令标准。

作为IEEE 802.3以太网标准的扩充，快速以太网的技术特征如下：

1）数据传输速率为100Mbit／s；

2）广播方式通信；

3）特定的媒体访问控制（MAC）方案；

4）网络中网段的最大传输距离为100m。

100Base-TX采用的线路信号码型为4B／5B编码方式，即把每4位数据用5位的编码组来表示。

100Base-TX是全双工系统。

100Base-TX标准支持10Mbit／s／100Mbit／s自动协商。IEEE自动协商模式可以使交换机或网络接口卡自动把点对点连接的端口速率协商到最高的公共水平，使线路两端具有最快速度的组态。集线器、交换机和网络接口卡都需要包含自动协商逻辑（一般在1996年以后发布的所有的快速以太网设备都会有自动协商逻辑）。

4.100Base-FX

100Base-FX是在光纤上实现的100Mbit／s以太网标准，其中F指光纤，采用IEEE 802.3u标准。100Base-FX运行于光纤上，因此适合作骨干网和长距离传输的网络。使用IEEE 802.3u标准的100Base-TX、100Base-T4网络，还有10Base-T网络都可以通过使用桥接器、路由器接入到由100Base-FX构成的光纤骨干网中。同100Base-TX一样，100Base-FX线路信号码型为4B／5B编码方式。

100Base-FX使用两根光纤，其中一根用于发送数据，另一根则用于接收数据。使用多模光纤工作在半双工和全双工模式下，支持的光纤距离分别是412m和2km；使用单模光纤工作在全双工模式下，支持的光纤距离为15～20km。

一个混合使用100Base-FX、100Base-TX、10Base-T的网络系统如图8-4所示。

图8-4 混合使用100Base-FX、100Base-TX、10Base-T的网络系统

5.100Base-T2

100Base-T2网络的数据传输速率为100Mbit／s，采用星形拓扑结构，传输介质是2对100Ω的3类双绞电缆，工作站与交换机之间的最大距离为100m，线路信号码型是PAM5×5编码方式。

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