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6ES7216-2BD23-0XB8性能參數(shù)
6ES7216-2BD23-0XB8性能參數(shù)
其中每個(gè)建筑物至少有一個(gè)建筑的分線系統(tǒng)BD（Building distributor）所有的BD通過星型拓?fù)渑c園區(qū)分線系統(tǒng)CD（Compus Distributor）相連。其中CD可視作整個(gè)通訊的中樞 ，而BD之間可能由于安全的原因采用冗余。在一個(gè)建筑物內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的布線系統(tǒng)FD（Floor Distributor）可布置在不同的樓層，每層可以輻射2000平方米的范圍。有時(shí)候由于現(xiàn)場(chǎng)半位在30m左右也可用設(shè)備分線系統(tǒng)MD（Machine Distributor）來替換FD的概念。
從兩張圖的比較可以看出，AVAYA的SYSTEM MAX關(guān)于商用網(wǎng)的定義是非常詳盡的，六個(gè)子系統(tǒng)詳細(xì)的含蓋了商用網(wǎng)絡(luò)中的物理層布線部分。
EN50173和ISO/IEC11801對(duì)于工業(yè)以太網(wǎng)物理層布線系統(tǒng)的定義更合適FA和PA。因?yàn)榫湍壳肮I(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用情況而言，布線系統(tǒng)往往從BD直接就到前端設(shè)備。這種情況的出現(xiàn)應(yīng)該基于以下幾個(gè)原因：
1. 自動(dòng)化領(lǐng)域的相對(duì)于通用布線的水平布線子系統(tǒng)部分，目前還相對(duì)簡(jiǎn)單，無需配線架（PATCH PANNEL）、大對(duì)數(shù)電纜等設(shè)備。
2 .SYSTEMAX的PDS系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)化模塊化的布線系統(tǒng)，其目的在于提高建筑物物理層的靈活性和可維護(hù)性，而這一點(diǎn)在FA/PA領(lǐng)域目前還不需要。
3. 由于沒有采用管理子系統(tǒng)的系列設(shè)備，如配線架、跳線以及墻座等，這樣做也減少了中間環(huán)節(jié)，使故障率下降，系統(tǒng)更可靠。 但是隨著IP技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的滲入，如果現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層也大量的采用IP設(shè)備（如Sensor Actator等）那么可以預(yù)見這兩個(gè)布線圖會(huì)越來越相似，只不過應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的布線設(shè)備等級(jí)要求會(huì)更高，支持移動(dòng)性方面也會(huì)更高。
二、關(guān)于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)問題
拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是另一個(gè)在物理層上要考慮的問題。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指的是如何在網(wǎng)絡(luò)中走線。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接是一個(gè)工作站和一個(gè)集線器的接口的連接，一個(gè)集線器和另一個(gè)集線器的連接，或一個(gè)工作站和另外一個(gè)工作站的連接。
關(guān)于工業(yè)以太網(wǎng)的研究表明， EN50173標(biāo)準(zhǔn) 和ISO/ IEC 11801標(biāo)準(zhǔn)所描述的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在完成一些較小的修正后可以應(yīng)用到工業(yè)環(huán)境中。
而大多數(shù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的用戶都比較熟悉總線型的連接即多個(gè)工作站共享一個(gè)通用的連接。EIA-485或控制器局域網(wǎng)(CAN) 是這些網(wǎng)絡(luò)的很好的例子。
但是，總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在工業(yè)以太網(wǎng)中不適合再存在。盡管10BASE2 和10BASE5 確實(shí)是總線型的基于同軸線纜的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，但由于它們局限于10Mbps的半雙工工作狀態(tài)，更由于它們不被包含在新興的商業(yè)樓宇的布線標(biāo)準(zhǔn)TIA/EIA-568-A 中，它們的用途在逐漸減少。
基于以上原因，工業(yè)以太網(wǎng)的布線多采用星式，即要求連接型集線器或交換型集線器。所以，大家不要再去考慮用總線型的方法去連接傳送系統(tǒng)一類的網(wǎng)絡(luò)，盡管其非常簡(jiǎn)單。如果要使用工業(yè)以太網(wǎng)，就多使用星型、樹型或環(huán)型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
在一個(gè)典型的工業(yè)環(huán)境中，我們可以從整體的角度做出分割，將其中的各個(gè)單元做如下的劃分：
1. CD == Campus distributor,即工業(yè)園區(qū)級(jí)節(jié)點(diǎn)
2. BD == Building distributor, 即廠房級(jí)節(jié)點(diǎn)
3. FD == Floor distributor，即車間級(jí)節(jié)點(diǎn) 4. MD == Machine distributor，即機(jī)器（設(shè)備）級(jí)節(jié)點(diǎn)
5. MO == Machine outlet，即設(shè)備輸出節(jié)點(diǎn)
6. TO == Terminal outlet，即終端輸出節(jié)點(diǎn)對(duì)于各個(gè)設(shè)備輸出節(jié)點(diǎn)而言，其以星形連接方式接入設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。而這個(gè)接入設(shè)備，一般采用交換機(jī)。如在Ethernet/IP，HSE，EPA等方案中，均采用了全雙工式交換機(jī)＋100Base-TX的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。交換機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于其可通過改變沖突域,以消除網(wǎng)絡(luò)沖突的頻繁發(fā)生。不過在上游的兩個(gè)端口想同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)到下游端口時(shí),其沖突還是會(huì)發(fā)生的。交換機(jī)可將共享的局域網(wǎng)進(jìn)行有效的網(wǎng)段劃分,使每個(gè)用戶盡可能地分享到最大帶寬,可以連接共享的以太網(wǎng)段及不同速度的局域網(wǎng),其交換技術(shù)處在網(wǎng)絡(luò)七層模型中的第二層,即數(shù)據(jù)鏈路層中進(jìn)行操作,因此常被稱為第二層交換。交換機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)是以以太網(wǎng)的目的介質(zhì)存取控制(MAC)為基礎(chǔ)的,其端口通過提取每個(gè)發(fā)送到交換機(jī)的數(shù)據(jù)包的源MAC地址,得到MAC目的地址及與接收該數(shù)據(jù)包的端口之間的關(guān)系后,就得知了端口與MAC目的地址之間的關(guān)系，交換機(jī)對(duì)用戶的可用帶寬的改善作用非常明顯。但由于第二層交換主要依靠MAC地址來傳送幀信息,采用其不斷收集到的資料建立一個(gè)地址表,并記錄下每個(gè)MAC地址所來自的端口,將每個(gè)以太網(wǎng)包從正確的端口加以發(fā)送，當(dāng)一個(gè)廣播包到來時(shí),需將其發(fā)往交換機(jī)的所有端口,對(duì)于一個(gè)只有交換機(jī)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)極易引發(fā)廣播風(fēng)暴。并且,由于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,需要由交換機(jī)與路由器結(jié)合使用,并出現(xiàn)了一些缺陷,為此出現(xiàn)了第三層，第四層交換技術(shù)，這里就不在贅述 與工業(yè)環(huán)境相關(guān)的另一個(gè)拓?fù)溥B接的特性是冗余。
在一般商業(yè)應(yīng)用上，以太網(wǎng)的冗余技術(shù)并不顯得非常重要。以往的集線器 (Hub)，交換機(jī) (Switch) 被很多人使用去連接各種基于以太網(wǎng)的設(shè)備（如PC）。集線器接收到來自某一端口的消息，再將消息廣播到其它所有的端口。對(duì)來自任一端口的每一條消息，集線器都會(huì)把它傳遞到其它的各個(gè)端口。而交換機(jī)能實(shí)現(xiàn)消息從一個(gè)端口到另一個(gè)端口的路由功能，其可以自動(dòng)探測(cè)每臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)速度。借助一種稱為“MAC地址表"的功能，交換機(jī)還能識(shí)別和記憶網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。這種智能避免了消息沖突，提高了傳輸性能，相對(duì)集線器是一次巨大的改進(jìn)。但集線器和交換機(jī)這樣的設(shè)備在顧及了使用的簡(jiǎn)單性和價(jià)格優(yōu)勢(shì)之后，也隨之失去了實(shí)現(xiàn)諸如冗余功能這樣的高級(jí)要求的可能。
隨后發(fā)展出的管理型交換機(jī) (Managed Switch)相對(duì)于集線器和普通交換機(jī)，擁有了更多更復(fù)雜的功能，其通?？梢酝ㄟ^基于網(wǎng)絡(luò)的接口實(shí)現(xiàn)配置。它可以自動(dòng)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交互，用戶也可以手動(dòng)配置每個(gè)端口的網(wǎng)速和流量控制。
絕大多數(shù)管理型交換機(jī)還提供一些高級(jí)功能，如用于遠(yuǎn)程監(jiān)視和配置的SNMP(簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)，用于診斷的端口映射，用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成組的VLAN(虛擬局域網(wǎng))，用于確保優(yōu)先級(jí)消息通過的優(yōu)先級(jí)排列功能等。
這些新型功能的加入，使得利用管理型交換機(jī)，可以組建冗余網(wǎng)絡(luò)。使用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，管理型交換機(jī)可以組成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。每臺(tái)管理型交換機(jī)能自動(dòng)判斷傳輸路徑和備用路徑，當(dāng)優(yōu)先路徑中斷時(shí)自動(dòng)阻斷(block)備用路徑。
而隨著工業(yè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于冗余功能的要求變得突出，出現(xiàn)了專門在冗余方面做出功能擴(kuò)展的管理型冗余交換機(jī)。此類交換機(jī)提供了一些特殊的功能，特別是針對(duì)有穩(wěn)定性、安全性方面嚴(yán)格要求的冗余系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)上的優(yōu)化。
通常構(gòu)建冗余網(wǎng)絡(luò)的方式主要有以下幾種，STP、RSTP； 環(huán)路冗余及主干Trunking技術(shù)。
1、STP及RSTP
STP(Spanning Tree Protocol)，是作為一個(gè)鏈路層協(xié)議(IEEE 802.1D)存在的，提供路徑冗余和阻止網(wǎng)絡(luò)循環(huán)發(fā)生。它做法是強(qiáng)令備用數(shù)據(jù)路徑為阻塞(blocked)狀態(tài)。如果一條路徑有故障，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能借助激活備用路徑重新配置及鏈路重構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)時(shí)間為30-60s之間。RSTP(快速生成樹算法，IEEE 802.1w)作為STP的升級(jí)，將網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)時(shí)間，縮短到1-2s。STP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活，但存在恢復(fù)速度慢的缺點(diǎn)。在很多的工業(yè)環(huán)境中并不適用。
2、環(huán)路冗余
在STP之后，為了能滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)，開始采用環(huán)路連接網(wǎng)絡(luò)的方式實(shí)現(xiàn)冗余快速恢復(fù)。采用這種技術(shù)可以使網(wǎng)絡(luò)在中斷后300ms之內(nèi)自行恢復(fù)。并可以通過交換機(jī)的出錯(cuò)繼電連接、狀態(tài)顯示燈和SNMP設(shè)置等方法來提醒用戶出現(xiàn)的斷網(wǎng)現(xiàn)象。這些都可以幫助診斷環(huán)網(wǎng)什么地方出現(xiàn)斷開。
環(huán)路冗余大體可以采用三種方法：
* 單機(jī)單環(huán)冗余。
* 雙機(jī)單環(huán)冗余。
* 雙機(jī)雙環(huán)冗余。
雙環(huán)的主要優(yōu)勢(shì)在于可以通過雙通道連接，從而避免單個(gè)線纜出錯(cuò)帶來的問題。雙機(jī)同樣也可以避免單個(gè)設(shè)備出錯(cuò)帶來的問題。
3、主干冗余Trunking技術(shù)
這種方式是將不同交換機(jī)的多個(gè)端口設(shè)置為Trunking主干端口，并建立連接，這樣在交換機(jī)之間可以形成一個(gè)高速的骨干鏈接。不但成倍的提高了骨干鏈接的網(wǎng)絡(luò)帶寬，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)吞吐量，而且還還提供了另外一個(gè)功能，即冗余功能。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的骨干鏈接產(chǎn)生斷線等問題，那么網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)會(huì)通過剩下的鏈接進(jìn)行傳遞，保證網(wǎng)絡(luò)的通訊正常。Trunking主干網(wǎng)絡(luò)可以采用總線型和星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，理論通訊距離可以無限延長(zhǎng)。該技術(shù)由于采用了硬件偵測(cè)及數(shù)據(jù)平衡的方法，所以使網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)時(shí)間達(dá)到了新的高度，一般恢復(fù)時(shí)間可以達(dá)到10ms以下。
由于冗余會(huì)明顯加大設(shè)備成本，所以采用什么樣的冗余結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)根據(jù)項(xiàng)目工程需要來考慮。
最后一個(gè)有關(guān)拓?fù)涞膯栴}是連接線長(zhǎng)和連接能力的問題。
商用以太網(wǎng)在線長(zhǎng)和連接能力方面有著名的5-4-3規(guī)則：網(wǎng)絡(luò)中可以有5個(gè)網(wǎng)段，通過4個(gè)中繼器連接，但只有3個(gè)網(wǎng)段可以連接計(jì)算機(jī)。
這些類似的規(guī)則在工業(yè)以太網(wǎng)的環(huán)境中仍然發(fā)揮著作用。事實(shí)上，在類似于化工等工業(yè)車間中，連接線長(zhǎng)的問題是非常突出的。在使用以雙絞線為基礎(chǔ)的線纜還是使用光纖的問題上，一個(gè)重要的考慮方面就是連接線長(zhǎng)的問題。在不使用中繼器的情況下，線纜需要考慮100m內(nèi)的限制，對(duì)于光纖的限制則可以達(dá)到千米級(jí)的水平。基于物理性質(zhì)的要求，各大工業(yè)以太網(wǎng)方案在線長(zhǎng)，和可連接節(jié)點(diǎn)數(shù)上都做出明確的要求。這方面的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有：ISO/IEC 11801。[15>