福建信号完整性测试以太网测试

时间:2024年07月12日 来源:

工业以太网的协议结构包含哪几层 

当以太网用于信息技术时,应用层包括HT-TP、FTP、SNMP等常用协议,但当它用于工业控制时,体现在应用层的是实时通信、用于系统组态的对象以及工程模型的应用协议,至21世纪,还没有统一的应用层协议,但受到支持并已经开发出相应产品的有4种主要协议:HSE、Modbus TCP/IP、ProfINet、Ethernet/IP。

工业以太网的优点有哪些

1、应用

以太网是应用的计算机网络技术,几乎所有的编程语言如Visual C++、Java、VisualBasic等都支持以太网的应用开发。

2、通信速率高

10、100 Mb/s的快速以太网已开始广泛应用,1Gb/s以太网技术也逐渐成熟,而传统的现场总线比较高速率只有12Mb/s(如西门子Profibus-DP)。显然,以太网的速率要比传统现场总线要快的多,完全可以满足工业控制网络不断增长的带宽要求。

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快速以太网

100Base-TX

物理介质采用5类以上双绞线

网段长度多100米100Base-FX

物理介质采用单模光纤,网段长度可达10公里

物理介质采用多模光纤,网段长度多2000米快速以太网由IEEE802.3u标准定义

快速以太网由IEEE802.3u标准定义,基本与标准以太网相同,但速度比标准以太网快十倍。快速以太网的速度是通过提高时钟频率和使用不同的编码方式获得的。其传输方案常用的便是100Base-T,100Base-T又包括100Base-TX和100Base-T4,100Base-T4是一种3类双绞线方案,不支持全双工,目前使用的都是100Base-TX,此方案需使用5类以上双绞线,时钟信号处理速率高达125MHz。

100Base-FX使用一对多模或者单模光纤,使用多模光纤的时候,计算机到集线器之间的距离比较大可到两公里,使用单模光纤时比较大可达十公里。

快速以太网还提供全双工通信,总带宽达到200Mbps。全双工快速以太网在使用光纤或某些双绞线介质的点对点链路有效,因为每个带宽为100Mbps的信道都需要的线来支持。

快速以太网有自动协商的功能,能够自动适应电缆两端比较高可用的通信速率,能方便的与10M以太网连接通信。
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10GSFP+接口简介及测试方法

10G以太网还有很多标准,比如通过背板传输的10GBase-KR(BacKplaneRandomSignaling)标准,通过光纤传输的10GBase-SR(ShortReach)、10GBase-LR(LongReach)、10GBase-ER(ExtendedReach)、10GBase-LRM(LongReachMultimode)等标准。这些总线单对差分线或者单根光纤上的数据速率真正达到了10G左右(10.3125Gbps或9.95328Gbps)。图7.28是一些典型的采用了SFP+接口以及10GBase-KR接口的设备。

除了10GBase-KR接口是电接口外,其他标准使用的都是光接口通过光纤 传输。要把电信号承载在光上传输,就需要用到相应的光模块。表7.2是10G以太网发展 历史上使用过的10G光模块的类型。

 以太网交换机原理

以太网交换机,作为我们广为使用的局域网硬件设备,它的普及程度其实是由于以太网的使用,作为以太网的主流设备,几乎所有的局域网中都会有这种设备的存在。看看以下的拓扑,会发现,在使用星型拓扑的情况下,以太网中必然会有交换机的存在,因为所有的主机都是使用电缆集中连接到交换机上从而能够互相连接的:

标准的线缆集中连接设备是“HUB(集线器)”,但是集线器存在着:共享带宽、端口间等问题,因为大家都知道,标准的以太网是一个“的网络”,也就是说在一个所谓“域”里面,多只有两个节点可以互相通讯。而且,虽然集线器有很多端口,但是其内部结构完全是以太网所谓的“总线结构”,也就是说其内部只有一条“线路”来进行通信。如果上图中的设备是集线器的话,举个例子来说,假如端口1 和 2 之间的节点正在通信,其它端口是需要等待的。直接造成的现象也就是,比如端口 1和 2 所连接节点之间传送数据需要 10 分钟,端口 3 和 4 所在的节点在此同时也开始通过此集线器传输数据,互相间,造成大家所需的时间都会变久,时间可能会达到 20 分钟才能传送完毕。也就是说集线器上互相通讯的端口越多,越严重,传送数据所需的时间越久。
什么是工业以太网交换机?

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千兆以太网前端

典型的以太网前端使用 RJ45 端口,可用于全双工传输。能实现这一点是因为连接器中包含两对信号线,每个方向一对(差分电压)。IEEE 标准要求RJ45 使用变压器实现电气隔离。变压器可以保护设备免受线路高压,或者设备之间的电位差引起的损害。千兆以太网接口的电路

千兆以太网接口分立电路网络变压器(LAN变压器)是设备连接网线的接口。在设备和线缆之间的变压器能够提供必须的隔离,同时匹配阻抗和实现差分。此外,变压器还能保护设备免受瞬态干扰,并抑制设备内部、外部线缆和设备之间的共模信号,同时不能影响信号收发性能,必须能够达到1Gbit/s的数据传输速率。另外还需要一些器件满足匹配和电磁兼容(EMC)测试。
工业以太网物理层介绍;福建信号完整性测试以太网测试

100Base-Tx和1000Base-T以太网信号电平编码方式对比;福建信号完整性测试以太网测试

有线以太网与无线网络类似,有线网络在终端之间以数据帧的方式进行传输。目前,通信速率有100Base-TX(100Mbit/s快速以太网)、千兆以太网(1Gbit/s)、万兆以太网(10Gbit/s)和100G以太网(100Gbit/s)。对于大多数应用,千兆以太网可以在常规的网线上正常工作,如CAT5e和CAT6线缆。这些线缆符合1000BASE-T标准,即IEEE802.3ab。千兆以太网接口符合802.3ab-1999(CL40)标准,需要四对线或通道。因此每个通道的编码传输速率是125兆(MBd),带宽为62.5MHz(每个编码2位数据)。1000BASE-T(千兆以太网)的差分信号典型值是750mV,负载100Ω时的限值为820mV>Vsignal>670mV。福建信号完整性测试以太网测试

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