解读Ethernet

像其他不用定制的技术一样，Ethernet 已被自动化界广泛接受。理解Ethernet的基础知识是有效应用它的关键。

Ethernet产生于1973年，当时，施乐公司的Bob Metcalfe在一张餐巾纸上勾画出Ethernet的基本轮廓，这张餐巾纸现在保存在施乐公司的Palo Alto研究中心。Ethernet最初的设计目的是用于办公室之间的通讯，近几年它的性能和应用有了巨大的扩展。
　　最初的Ethernet标准通讯速率是2.94 Mbps。在施乐公司和Intel 公司、Digital Equipment公司合作开发了DIX 2.0标准后，Ethernet在粗同轴电缆上的传输速率变成了10 Mbps。同一时期，国际电气与电子工程师协会（IEEE）也开始研究Ethernet标准，这就是我们现在使用的CSMA/CD 802.3标准。1983年CSMA/CD 802.3标准正式确定并被采用。
　　近几年，Ethernet进入了工业领域，目前在工业领域有超过100种通讯协议被应用于各种各样的工业计算机平台之间的数据交换，从智能传感器到厂域的监控系统都在应用Ethernet。Ethernet广

泛流行的部分原因是它的悠久历史。从Ethernet产生到现在已经超过30年了，它是目前可用的最常见的网络协议，工程师们对它都非常熟悉。Ethernet现在已成为世界标准，支持Ethernet的软件极为丰富，低成本的Ethernet产品到处可见。
　　Ethernet还具有几个技术优点。它的速度很快，而且广泛的纠错机制使它在恶劣的操作环境下也具有很强的鲁棒性。运用现有的加密手段还可以使Ethernet具备很好的安全性能。

　　标准
　　Ethernet是怎样在保持所有设备的网络连接的情况下通过一根共享的媒介来达到最大的数据流量呢？这完全是由于IEEE标准的作用，IEEE标准所具有的载体感知能力、多重接入能力和冲突检出能力不断对通讯进行调节，规定数据包何时、怎样从一个设备发出以及怎样被另一个设备接收。
　　载体感知功能就是当一个设备被连接到网络上后自动去检查是否有其他设备已经在通讯了。多重接入的意思是：只要没有其他设备正在通讯，所有设备都能够接入网络进行通讯。冲突检出能力可确保当多个设备同时在传输数据时，系统能够检测到发生的冲突并且放弃已经毁坏的数据包，这些设备将会等待另一个时间间隔重新传送数据。

　　轻工业Ethernet产品的认证通常可以达到Class 1, Div. 2，具有抗冲击、抗跌落、抗震动能力。轻工业Ethernet产品还要求经过防电磁干扰（EMI）和防射频辐射干扰（RFI）测试，这样可以最大程度减小焊接和无线电设备对数据的破坏。
　　对于重工业环境的应用，Ethernet设备必须进行强化，要求非常坚固。在许多应用场合

中，工业Ethernet设备被安装在室外或是工厂底层。重型工业Ethernet设备必须能够抵挡电源浪涌，能够承受超宽的温度范围（-40～80℃），能够承受高湿度环境，能够承受不稳定的电源，还要求能够暴露在化学物质和腐蚀性物质环境中。
　　在这些重工业环境应用中，还存在爆炸性气体、有接触液体的可能性、可能有放射性辐射，这些也会威胁设备和人身安全。所有这些严酷的环境给外壳设计带来了很高的要求。高强度的电磁干扰（EMI）和射频干扰（RFI）要求设备采用铜制的笼型外壳。重工业环境中强烈的冲击和震动要求对外壳的机械完整性和冲击测试给予着重关注。
　　电缆
　　不论是在办公室应用还是工业应用，Ethernet都采用一种结构化的电缆系统。这种电缆系统可以支持多产品、多供应商的环境。关于这种结构性电缆的EIA/TIA-568标准由电子工业联合会和电讯工业协会制定，该标准规定了电缆系统的详细要求，例如允许最大铜电缆水平跨越长度为90米，最大接插线长度为5米，铜导线的最小弯曲半径为四倍的电缆外径。
　　附加标准规定了工业环境下的网络功能，包括EIA/TIA规定的新型的网络接头。这种接头由常见的8针模块插头和连接器组成。■

相关更多信息，请访问下列网站：
www.ethercat.org
www.ethernet-powerlink.org
www.fieldbus.org
www.iaona.org
www.modbus-ida.org
www.odva.org
www.profibus.org
www.sercos.org

文章编号：050703
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