辦公以太網(wǎng)和工業(yè)以太網(wǎng)的區(qū)別演示文稿

辦公以太網(wǎng)和工業(yè)以太網(wǎng)的區(qū)別演示文稿當前1頁，總共73頁。辦公以太網(wǎng)和工業(yè)以太網(wǎng)的區(qū)別當前2頁，總共73頁。Contents以太網(wǎng)歷史一些統(tǒng)計數(shù)字結構化布線交換機的物理特性拓撲結構和冗余帶寬組播因素VLANs虛擬局域網(wǎng)優(yōu)先級區(qū)別服務故障設備的替換網(wǎng)絡管理結論當前3頁，總共73頁。Definition“只有一個以太網(wǎng)”什么是工業(yè)以太網(wǎng)?將以太網(wǎng)技術用于工業(yè)領域將以太網(wǎng)和TCP/IP作為工業(yè)通訊技術和協(xié)議當前4頁，總共73頁。History1973–FirstEthernet–XeroxPARC2.94Mb/s1975–FirstUSpatent–Xerox1980–Ethernetv1–Digital,Intel,Xerox10Mb/s1982–Ethernetv2–Digital,Intel,Xerox1985–IEEE802.31989–ISOStandard880231990–10BaseT(twistedpair)1994–10BaseF(fibre)1995–100BaseT/F100Mb/s1997–FullDuplex1998–1000Mb/s2005–PowerOverEthernet2006–10Gb/s……–40/100Gb/s當前5頁，總共73頁。CommunicationTrendin

IndustrialEnvironmentsFieldLevelManagementLevelCorporateLevelInterbusLoopASIInterbusSeriplexProfibusDPProfibusFMSCANCCLinkControlNetDeviceNetSDSWorldFIP/FIPLonWorksETHERNETIEC/SP50H1IEC/SP50

H2HARTProfibusPAProcessMeasurementandControlLevel當前6頁，總共73頁。工業(yè)通訊為什么選擇以太網(wǎng)?以太網(wǎng)是開放的標準.以太網(wǎng)使網(wǎng)絡的垂直集成成為可能.對比現(xiàn)場總線，以太網(wǎng)提供了更大的通訊帶寬以滿足多應用集成的需求主要的以現(xiàn)場總線為工業(yè)通信技術的制造商轉而投奔各自基于標準以太網(wǎng)的工業(yè):DeltaV（Emerson）Modbus/TCP（Modbus）EtherNet/IP（ControlNetDeviceNet）ProfiNet（Profibus)FFHSE（FoundationFieldbus）PowerLink(CANOpen）當前7頁，總共73頁。AspectsofIndustrialEthernet工業(yè)以太網(wǎng)和商用以太網(wǎng)區(qū)別所在：Environment環(huán)境Operation運行Maintenance維護Management管理當前8頁，總共73頁。一些統(tǒng)計數(shù)字當前9頁，總共73頁。Source:Datacom,NetworkManagementSpecial

Aroundtwothirdsofallfailuresarecausedbyfaultsinnetworkcomponents

InvestinginoperationalsafetypaysPhysicalDataLinkNetworkTransportSessionPresentationApplication8%10%35%25%12%7%3%ApplicationprogramsNetworkoperating

systemNetworkcomponents當前10頁，總共73頁。Hardware17%Software7%Support73%Miscellaneous3%TotalCostofOwnershipofaNetwork

over5years

Source:GartnerGroup

當前11頁，總共73頁。結構化布線當前12頁，總共73頁。結構化布線的好處簡化設計產(chǎn)品可選擇余地大兼容性好增加可靠性易于維護當前13頁，總共73頁。結構化布線標準ISO/IEC11801EN50173ANSI/TIA/EIA568-B當前14頁，總共73頁。術語CD=CampusDistributorBD=BuildingDistributorFD=FloorDistributorMD=MachineDistributor(new:IntermediateDistributor(ID))TO=TelecommunicationOutletCP=ConsolidationPoint當前15頁，總共73頁。CablingStructureOfficeIndustryOfficebuilding

BDCDBDFDTOTOPrimarycabling

Secondarycabling

TertiarycablingProductionhall

FDTOMDTOMDTOTOMDBDLayer1

Layer2

(Layer3)

Layer4

CP

TO當前16頁，總共73頁。PhysicalCablingStructureOffice:

Industry(3or4layers):FO(500)E9..10/125orG50(62,5)/125

FO(500m)

E9..10/125orG50(62,5)/125

CD

BD

FDTO

CD

BD

FD

MDFO(1500m)

E9...10/125

G50(62,5)/125

FO(500m)E9...10/125

G50(62,5)/125

TP(90m+2*5m)

FO

G50(62,5)/125

TP(90m+2*5m)

FOG50(62,5)/125

Buscable

TP

HCS/POF

Transmissionmedia

FO(1500m)

E9...10/125

G50(62,5)/125

UsersRange

TP

TO

MachineCPPrimary

SecondaryTertiary

當前17頁，總共73頁。ChoosingFiber多模光纖還是單模光纖?多模光纖距離短不同的線徑單模光纖距離遠當前18頁，總共73頁。ChoosingTwistedPairWhatisTwistedPairCable?雙絞線纜采用絞和的方式以避免線纜之間的串擾非屏蔽雙絞線半屏蔽雙絞線全屏蔽雙絞線Cat5e？Cat6？單芯線？多芯線？當前19頁，總共73頁。OtherConsiderations可能降低線纜性能甚至是破環(huán)線纜的原因Abrasion（磨損）Bending（彎曲）Impact（碰撞）Tension/Stretching（拉伸）Crushing（擠壓）Cutting（切斷）Highorlowtemperature（高低溫）Contactwithoil（油污）ExposuretoUVlight（暴露在紫外線照射下）Immersioninwater（浸水）當前20頁，總共73頁。連接器Theissues灰塵/水振動雙絞線“Industrialized”RJ45M12光纖M12-MicroFX當前21頁，總共73頁。自適應/自動交叉自適應速度雙工模式IEEE802.1x流量控制雙方都自適應才能自適應自動交叉MDI,MDI-X自動校準發(fā)送和接受線對一般必須在自適應功能開啟情況下使用（赫思曼交換機則可以單獨開啟）Patchcable1:112364578PINPIN12364578CrossovercablePINPIN1234567812345678當前22頁，總共73頁。交換機的物理特性當前23頁，總共73頁。PhysicalCharacteristics沒有“標準的”工業(yè)以太網(wǎng)交換機物理特性需與PLC保持一致網(wǎng)絡設備不能成為最薄弱的環(huán)節(jié)當前24頁，總共73頁。CertificationsMarineSubstationTransportationATEXZone2當前25頁，總共73頁。環(huán)境因素安裝方式（DINorRack）外形尺寸？固定式還是模塊化？工作輸入電壓范圍工作溫度范圍無風扇散熱振動抗電磁干擾性能保護等級（IP20–IP67)電路板保護涂層當前26頁，總共73頁。Comparison-PhysicalOfficeIndustrial安裝和連接使用壽命工作環(huán)境

專用網(wǎng)絡機柜內(nèi)連接標準的臺式機\工作站\打印機等

現(xiàn)場安裝（控制柜內(nèi)或直接安裝于自動化設備上，環(huán)境惡劣，某些場合甚至要求滿足IP67防護等級）連接離散的控制設備和I/O

幾年或十幾年（沒有相應標準可遵循）風扇散熱備件更換：3年電源(220VAC)MTBF20年以上（基于MIL-HDBK217F），有些甚至長達100年以上無風扇散熱備件更換：10年冗余的電源(24/48VDC，110/220VAC等)

良好（機房恒溫，恒濕）無振動、沖擊無重機械負載、無化學物質腐蝕較低的抗電磁干擾能力

普通或寬溫(-40°-+70/+85°)

有具體的抗振動、抗沖擊要求牢固的重機械負載設計、防某些

化學物質腐蝕較強的抗電磁干擾能力工業(yè)認證EN60950FCCPart15ClassAEN55022Cul508/1604Class1Div2IEC61850-3IEEE1613、KEMAEN50121、EN50155、ATEXZone1&2當前27頁，總共73頁?？捎眯援a(chǎn)品可用性產(chǎn)品生命周期替代產(chǎn)品延續(xù)性當前28頁，總共73頁。BeforeandAfter當前29頁，總共73頁。拓撲結構和冗余當前30頁，總共73頁。NetworkTopologies–總線型當前31頁，總共73頁。NetworkTopologies–星型當前32頁，總共73頁。NetworkTopologies–樹型當前33頁，總共73頁。NetworkTopologies–帶有冗余結構的樹形當前34頁，總共73頁。(Rapid)SpanningTree–（快速）生成樹優(yōu)點標準化向下兼容(STP)可以組建混合型網(wǎng)絡結構當前35頁，總共73頁。NetworkTopologies–環(huán)型HIRSCHMANNHIRSCHMANNNNAMHCSRIHNNAMHCSRIHNNAMHCSRIH當前36頁，總共73頁。改進的環(huán)形環(huán)形不一定需要頭尾順序連接通過合理的設計以避免延時并提供冗余性當前37頁，總共73頁。HIPERRing優(yōu)點配置簡單恢復速度快恢復性能可靠一致降低線纜需求拓撲清晰缺點非標準化但是…MRPMediaRedundancyProtocol（介質冗余協(xié)議）IEC62439(標準化的工業(yè)環(huán)網(wǎng)冗余協(xié)議)當前38頁，總共73頁。應用案例–地鐵當前39頁，總共73頁。Multicasting(多播通信)當前40頁，總共73頁。消息類型Unicast（單播）–目的地終端唯一Broadcast（廣播）-子網(wǎng)中的所有終端Multicast（組播）-一組終端當前41頁，總共73頁。為什么使用組播?可以在不增加發(fā)送源負擔的條件下發(fā)送數(shù)據(jù)給多個接收方節(jié)省帶寬資源實時性好當前42頁，總共73頁。組播的應用場合?一般應用VideoConferencing（視頻會議）VideoSurveillance（視頻監(jiān)控）SoftwareDistribution（軟件分發(fā)如病毒庫更新等）…工業(yè)應用Producer/Consumer（生產(chǎn)者/消費者）Publisher/Subscriber（發(fā)布者/訂閱者）當前43頁，總共73頁。Andtheissueis?以太網(wǎng)在設計之初不支持多播以太網(wǎng)將多播以廣播看待意味著每臺終端設備都將接收到多播數(shù)據(jù)因此要有個特殊技術可以處理多播數(shù)據(jù)（IGMPSnooping/querier）赫思曼的二層交換機同時支持IGMPSnooping和QuerierHIRSCHMANN當前44頁，總共73頁。VLAN（虛擬局域網(wǎng)）當前45頁，總共73頁。PhysicalLAN當前46頁，總共73頁。VirtualLANs當前47頁，總共73頁。MultipleVLANsperSwitchHIRSCHMANNHIRSCHMANN當前48頁，總共73頁。交叉VLAN二層環(huán)境下實現(xiàn)更復雜的訪問控制要求不是所有的二層交換機都支持該功能（赫思曼的所有二層交換機均支持該功能）當前49頁，總共73頁。VLANTypesVLANslayer1: 基于端口

(IEEE802.1Q)VLANslayer2: 基于MAC地址VLANslayer3: 基于網(wǎng)絡地址或協(xié)議(IEEE802.1v)VLANslayer4-7:基于應用future當前50頁，總共73頁。Prioritization（優(yōu)先級區(qū)分）當前51頁，總共73頁。優(yōu)先級(服務質量)ProgramUpdatesVoiceControlOther

6531ControlVoiceProgramUpdatesOtherPriority當前52頁，總共73頁。故障設備替換當前53頁，總共73頁。工業(yè)以太網(wǎng)-達到的目標標準化的故障設備更換方法.故障設備的更換必須盡可能簡單、快捷.維護人員需了解的設備知識越少越好.當前54頁，總共73頁。可選擇的方法Manualconfigurationusingaserialcable(RS232).ManualconfigurationviatheEthernetportusingspecialprotocolsAutomaticconfigurationusingDHCPProprietaryMethods一種外部的可存儲交換機配置信息和固件的硬件當前55頁，總共73頁?？刹灏瓮獠看鎯υO備–ACA21-USB優(yōu)點故障設備替換無需專業(yè)知識降低出錯的風險當前56頁，總共73頁。DHCPOption82優(yōu)點無需專業(yè)知識所需硬件開銷較小開放的手段Switchwith

Option82HIRSCHMANNHIRSCHMANN12345ReplacementdeviceOption82Server當前57頁，總共73頁。地址沖突檢測重復的IP地址摧毀現(xiàn)有的通訊在加入網(wǎng)絡前必須確認IP地址分配NNAMHCSRIHNNAMHCSRIHNNAMHCSRIH當前58頁，總共73頁。結論每種方法都有優(yōu)缺點.考慮的因素有:投入.配置的復雜性.故障設備替換是否方便.網(wǎng)絡設計時必須考慮故障設備更換當前59頁，總共73頁。網(wǎng)絡管理當前60頁，總共73頁?？删W(wǎng)管vs非網(wǎng)管交換機非網(wǎng)管交換機價格低維護簡便即插即用沒有安全性可網(wǎng)管交換機需要更復雜的網(wǎng)絡配置提供了很多高級功能保證網(wǎng)絡高可靠性故障查找方便當前61頁，總共73頁。我們?yōu)槭裁葱枰W(wǎng)絡管理?Network當前62頁，總共73頁。ISO網(wǎng)絡管理分類配置管理性能管理故障管理安全管理記賬管理ConfigurationSupervision當前63頁，總共73頁。配置管理Redundancy（冗余）Portstatus（端口狀態(tài)）Flowcontrol（流量控制）VLANsPrioritisation（優(yōu)先級/服務質量）Clocksynchronisation(SNTP/PTP)（時間同步）Configurationmanagement（功能配置）當前64頁，總共73頁。監(jiān)控管理Networkoverview（網(wǎng)絡狀態(tài)瀏覽）Localisingfaults（錯誤發(fā)現(xiàn)）Avoidingfaultsandbreakdowns（錯誤避免）當前65頁，總共73頁。SimpleNetworkManagementProtocol

-簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議隸屬于TCP/IP協(xié)議家族可支持的設備有:Hubs（集線器）Switches（交換機）Routers（路由器）Servers（服務器）標準化的協(xié)議供應商普遍支持當前66頁，總共73頁。歷史SNMPv1–1988Stop-gapsolutionDuetobereplacedbyCommonManagementInformationProtocolSNMPv2a–19