一、拓撲結(jié)構(gòu)

    拓撲是網(wǎng)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(wǎng)中，由于普遍使用集線器或交換機，拓撲結(jié)構(gòu)為星型或分散星型。

二、接線

    工業(yè)以太網(wǎng)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(nèi)芯相比，單模光纖的內(nèi)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－。

圖1 RJ45接頭及端腳分配

    一條通信鏈路由DTE（數(shù)據(jù)終端設備，如工作站）和DCE（數(shù)據(jù)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(wǎng)與普通商用以太網(wǎng)產(chǎn)品

    什么是工業(yè)以太網(wǎng)？技術(shù)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(xiàn)場的設計者希望采用市場上可以找到的以太網(wǎng)芯片和媒介，兼顧考慮工業(yè)現(xiàn)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(xiàn)場控制柜內(nèi)。第三是電源要求。許多控制柜內(nèi)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(xiàn)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(wǎng)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(wǎng)的距離，不能忽略碰撞域（Collision Domain）的概念。

圖2 共享型以太網(wǎng)中的所有設備和聯(lián)線必須在一個碰撞域中

       共享型以太網(wǎng)或半雙工以太網(wǎng)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(shù)據(jù)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(nèi)收聽，確保在這一時間內(nèi)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，所有站點和所有集線器都必須在同一碰撞域內(nèi)。

       對工業(yè)以太網(wǎng)來說，10Mbps和100Mbps是最常用的。在10Mbps，全部采用雙絞線的以太網(wǎng)網(wǎng)絡中，與距離有關的概念有兩個，即網(wǎng)段（Segment）和網(wǎng)絡范圍(Network Diameter)。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(wǎng)絡中兩個最遠端設備之間的距離。不管是10Mbps或100Mbps的網(wǎng)絡，網(wǎng)段的最遠距離不能超過100米。考慮網(wǎng)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(nèi)容如下：一個網(wǎng)絡最多有五個網(wǎng)段，四個中繼器，不多于三個的混合網(wǎng)段。混合網(wǎng)段指的是同軸總線網(wǎng)段（已淘汰）。由于雙絞線網(wǎng)段的最遠距離是100米，最大網(wǎng)絡（網(wǎng)絡范圍）就是500米。</f