车载网络可用的传输介质主要有双绞线、同轴电缆、光纤电缆和无线介质。同轴电缆具有较好的抗干扰性和较高的数据传输速率，但在同轴电缆中传输时必须将数字信号转换成模拟信号。图9-2同轴电缆1—塑料封套；2—绝缘层；3—中心铜线；4—网状屏蔽层3.光纤电缆光纤是有线传输介质中性能最好的一类，它可以传输光信号，利用光电转换原理实现电信号与光信号之间的转换。......
2023-08-27
BACnet标准：传输介质与拓扑结构革新
【摘要】：由于工业环境对工业控制网络可靠性能的要求很高，工业以太网的冗余功能应运而生。故工业现场控制应用的是与商用以太网不同的工业以太网。管理层通用以太网可以与控制层的工业以太网交换数据，上、下网段采用相同协议自由通信。
1.传输介质
工业以太网使用的电缆有屏蔽双绞线（STP）、非屏蔽双绞线（UTP）、多模或单模光缆。10Mbit／s的速率对双绞线没有过高的要求，而在100Mbit／s速率下，推荐使用五类或超五类线。
光纤链接时需要一对，常用的多模光纤波长为62.5μm／125μm或50μm／125μm。与多模光纤的内芯相比，单模光纤的内芯很细，只有10μm左右。通常，10Mbit／s使用多模光纤，100Mbit／s下，单模、多模光纤都适用。
2.拓扑结构
在工业以太网中，由于普遍使用交换机，拓扑结构为星形或扩展星形。
3.整体考虑
设计和实现工业以太网应用系统要考虑哪些因素？简单地说，要从以太网通信协议、电源、通信速率、工业环境认证考虑、安装方式、外壳对散热的影响、简单通信功能和通信管理功能、电口或光口的考虑。这些都是最基本需要了解的产品选择因素。如果对工业以太网的网络管理有更高要求，则需要考虑所选择产品的高级功能，如信号强弱、端口设置、出错报警、串口使用、主干冗余、环网冗余、服务质量（QoS）、虚拟局域网（VLAN）、简单网络管理协议（SNMP）、端口镜像等其他工业以太网管理交换机中可以提供的功能。
由于工业环境对工业控制网络可靠性能的要求很高，工业以太网的冗余功能应运而生。从快速生成树冗余（RSTP）、环网冗余（RapidRingTM）到主干冗余（TrunkingTM），都有各自不同的优势和特点，控制工程师们可以根据自己的要求进行选择。
工业以太网是应用于工业控制领域的以太网技术，在技术上与商用以太网（即IEEE 802.3标准）兼容，但是实际产品和应用却又完全不同。这主要表现在普通商用以太网的产品设计时，在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性、本质安全性等方面不能满足工业现场的需要。故工业现场控制应用的是与商用以太网不同的工业以太网。
相比普通商业以太网，工业以太控制网络的硬件构成上还有如下变化：使用双冗余网卡。网络当中的每个节点采用双网卡进行故障冗余切换，每个节点分别连接到两台交换机（其中一台交换机作为另一台的热备份），交换机之间采用级联线相连。在双网卡中，主网卡监视网络连接是否正常，运行在上面的专用驱动软件监视网卡的工作状态，如果由于连接线路、交换机或者网卡出现故障，导致链路失效，那么监视软件会自动把MAC地址和所有连接从主网卡转移到备用网卡，并把这个备用网卡的信息广播出去，并通过备用交换机重建链路，使会话继续下去。双冗余网卡极大地提高了整个控制网络的可靠性。
4.工业以太网不同于信息网络
工业以太网既有与信息网络相同的特点和安全要求，也有自己不同于信息网络的显著特点和安全要求：
1）整个企业网络按功能可分为处于管理层的通用以太网和处于监控层的工业以太网以及现场设备层（如现场总线）。管理层通用以太网可以与控制层的工业以太网交换数据，上、下网段采用相同协议自由通信。
2）工业以太网要为紧要任务提供最低限度的性能保证服务，同时也要为非紧要任务提供尽力服务，所以工业以太网同时具有实时协议也具有非实时协议。
3）工业以太网应该保证实时性不会被破坏，在商业应用中，对实时性的要求基本不涉及安全，而过程控制对实时性的要求是硬性的，常常涉及生产设备和人员安全。
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