工业以太网布线安装注意事项
|
一般来说工业现场在震动，湿气，温度上都要比普通环境恶劣多，所以工业对以太网专业的知识和实践经验提出更高的要求。在安装或者使用一种工业以太网(工业以太网交换机)之前，对于布线、信号质量、接地回路、交换机和通讯这些内容你必须要充分了解否则会增加你后期的维护成本。
布线 工业以太网的优劣直接受电缆优劣的影响。而且工业环境中除了受高电磁干扰(EMI)以外，还常常受温度、粉尘、湿度以及其他在办公环境或家庭中不常见的因素影响。 不同的电缆适合不同的网络，应该根据所需选择适合自身环境的电缆，例如10MB的网络，选择5类电缆即可，而100MB网络用5e类就比较合适了。6类电缆能够要在55米范围内实现10GB网络，100米的范围内实现1GB网络。如果要想在100米范围内实现10GB，那么6e类就比较合适了。 根据ANSI/TIA-1005标准，我们知道6类电缆或者更好的电缆可以满足工业环境中的主机或者设备连接的要求。除此之外，对抗干扰和外部EMI噪声影响来看，6类电缆相比较5类电缆和5e电缆要强的多。由于工业环境的恶劣性，要求对工业以太网电缆的设计必须要能够抵御周围环境对电缆的物理侵蚀。在安装电缆时，确保RJ45接口和插座也能够达到相应的等级。比较有效的使用方法是，长距离布线时使用插座。短距离布线时，使用事先准备好的的接插电缆，并且在工厂内安装连接器。 电缆、屏蔽、接地回路 在工业中有些应用场合常常需要做屏蔽，屏蔽电缆安装不当，效果会适得其反。当屏蔽以太网电缆超出保护套管时，在EMI环境中的性能更好。接地良好是屏蔽电缆的关键。一个接地参考点更是关键中的关键。多个接地连接形成接地回路，由于接地连接处电势的不同，噪声就引入了电缆中。这些形成的接地回路会给你的网络带来破坏很大，解决的方法是，在电缆的一端使用接地RJ45接口，另一端使用绝缘的RJ45接口，这样就可以接地回路的可能性给消除。 在以太网电缆与电源电缆交叉布线中，对交叉角度也有所要求。要根据不同的情况适当进行一些调整，并列的以太网电缆和电源电缆一般相隔至少8到12英寸。电压较高或者并列距离较长，那么这个间隔距离应该更大。如果要求以太网电缆走线在金属沟槽或者套管内的话，为实现电气连续性就需要把相邻的沟槽或者套管必须连接在一起。 总体来说，像电机、电机控制、照明、带电导体等设备能够产生EMI的以太网电缆要尽量远离。在面板上，以连接器与以太网电缆的间隔不少于少2英寸。除此之外，当电缆远离EMI干扰源时，要遵循推荐的电缆弯曲半径。 交换机VS集线器 集线器是一个多端口的中继器。工业以太网环境中不需要使用集线器。排除集线器在外的话，可供选择的就只有非管理型交换机和管理型交换机了。相对而言管理型交换机的价格要贵一些，当然它的性能也比非管理型的要好。 网络上的每一台设备都有一个绝无仅有MAC地址，这也是交换机比集线器具有更优秀的识别能力的关键。 当交换机刚刚通电的时候，把所有的通讯内容都广播出去，这一点交换机的变现和集线器没有什么区别，但随着设备上信息在交换机的不同端口上传输，交换机通讯内容开始监控，识别出和MAC地址相对应端口，然后在MAC地址表中做出标识。在交换机发现设备的MAC地址与某个特定的端口相连接时，监控指向那个就会指向那个MAC地址的信息，只有这些特定的地址才会收到它发的这些信息。 工业以太网网络有点对点的单播、一对多的组播和一点到所有节点的广播三种通讯类型。 当交换机的MAC地址表建立完成之后，在对单播通讯和广播通讯的处理方式上管理型交换机和非管理型交换机没有什么不同。一般情况，在100MB的带宽下，广播频度应该控制在每秒钟100个广播。任何网络，广播通讯的存在是不可避免的。例如打印服务器会周期性地在网络上发出广播通知。 对待组播通讯的处理方式是管理型交换机和非管理型交换机的一个主要的区别。组播通讯一般是来自于搭载在工厂过程网络上的智能设备，采用面向连接的基于生产厂商/用户模型的技术。在这种情况下的连接，只是网络上两个或两个之上个节点之间的关系。 要想接收组内信息，设备必须加入组播通讯小组，这样组内所有的成员就都能够接收到数据。如果只是向小组发送数据，是否是小组小组成员就不做要求了。在生产厂商/用户模型中，组播通讯的随着小组成员数量的增加，通讯信息呈指数地上升。这时，就需要用到管理型的交换机了。 互联网组管理协议(IGMP)窥探功能能够被管理行交换机打开。当IGMP窥探功能被打开后，它通过发出的广播通讯来判断组播小组内的成员。通过这些信息，和已经建好的MAC地址表，管理型交换机就能够将组播通讯只发送给组播小组内的成员。在对组播数据和广播数据的处理方式上非管理性交换机也是如此，都是将数据发送给每一个节点。对于网络使用了生产厂商/用户技术或是使用了组播通讯，管理型交换机是不错的选择。 |
