工業(yè)交換機(jī)也稱之為工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，因?yàn)檫x用的互聯(lián)網(wǎng)規(guī)范，其開放式好、運(yùn)用普遍并且質(zhì)優(yōu)價廉、應(yīng)用的是全透明而統(tǒng)一的TCP/IP協(xié)議，以太網(wǎng)接口早已變成工業(yè)操縱方面的關(guān)鍵無線通信模塊。

工業(yè)交換機(jī)主要應(yīng)用在電力電氣、工廠自動化、煤礦業(yè)自動化技術(shù)、城市軌道、風(fēng)力風(fēng)力發(fā)電等行業(yè)，次之是冶金工業(yè)，原油石油化工，公路交通操縱自動化技術(shù)，房屋全自動自動控制系統(tǒng)，油氣田操縱自動化技術(shù)，水電廠操縱自動化技術(shù)，機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)軟件，水利工程監(jiān)管，環(huán)境保護(hù)監(jiān)管等工業(yè)自動化全自動場地。

工業(yè)交換機(jī)區(qū)別于民用型、商業(yè)交換機(jī)，其工作中時在傳輸層、數(shù)據(jù)鏈路層、協(xié)議等領(lǐng)域與別的交換機(jī)沒有實(shí)質(zhì)區(qū)別，可是因?yàn)槠洫?dú)特的辦公環(huán)境及其工作規(guī)定，工業(yè)交換機(jī)具備很多民用型、商業(yè)交換機(jī)所不擁有的特性，它解決了通訊實(shí)用性、互聯(lián)網(wǎng)安全系數(shù)、安全體系與安全性防爆型技術(shù)性等技術(shù)性問題，而且選用一些合適于工業(yè)自然環(huán)境的對策，如防潮，抗震動。

總的來說，工業(yè)交換機(jī)與普通的以太網(wǎng)交換機(jī)有著較大的不同，不僅是在外觀設(shè)計上，元器件的布局、產(chǎn)品的適用場景和適應(yīng)度，都有著更為嚴(yán)格的要求。今天我們介紹下面10個關(guān)鍵詞，是掌握工業(yè)交換機(jī)的必備知識，在確定使用工業(yè)交換機(jī)之前，有助于我們?nèi)媪私夤I(yè)交換機(jī)。

一、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

拓?fù)涫蔷W(wǎng)絡(luò)中電纜的布置。眾所周知，EIA-485或CAN采用總線型拓?fù)?。但在工業(yè)以太網(wǎng)中，由于普遍使用集線器或工業(yè)交換機(jī)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型或分散星型。

二、接線

和大部分以太網(wǎng)產(chǎn)品相似，使用的線纜包括屏蔽雙絞線、非屏蔽雙絞線、多?；蛘邌文５?。10Mbps的速率對雙絞線沒有過高的要求，而在100Mbps速率下，推薦使用五類或超五類線。光纖鏈接時需要一對，常用的多模光纖波長為62.5/125μm或50/125μm。與多模光纖的內(nèi)芯相比，單模光纖的內(nèi)芯很細(xì)，只有10μm左右。通常，10Mbps使用多模光纖，100Mbps下，單模、多模光纖都適用。

三、接頭盒接線

雙絞線的接頭RJ-45最為常見。在媒介相關(guān)接口(MDI)的定義中，這四個信號分別標(biāo)識為RD+，RD-，TD+，TD-。

一條通信鏈路由DTE(數(shù)據(jù)終端設(shè)備，如工作站)和DCE(數(shù)據(jù)通訊設(shè)備，如中繼器或交換機(jī))組成。集線器端口標(biāo)識為MDI-X端口表明DTE和DCE可以使用直通電纜相連。假如是兩個DTE或兩個DCE相連?可以采用電纜交叉的方法或直接利用集線器提供的上連端口(電纜不要交叉)。

光纖接頭有兩種，ST接頭用于10Mbps或100Mbps;SC接頭專用于100Mbps。單模纖通常使用SC接頭。DTE與DCE之間的連接只需依照端口的TX、RX標(biāo)識即可。

四、工業(yè)以太網(wǎng)的產(chǎn)品特點(diǎn)

（1）需要考慮工業(yè)現(xiàn)場的特殊要求，例如適應(yīng)高溫潮濕、震動等環(huán)境；（2）需要考慮工業(yè)干擾的要素；（3）電源要求，一般需要低壓交流或是直流。

總的來說工業(yè)交換機(jī)適應(yīng)的條件更為苛刻，一般的商用以太網(wǎng)交換機(jī)較難滿足這些要求。

五、速度和距離

速度上，10Mbps和100Mbps是較為常用的。

雙絞線網(wǎng)段的最遠(yuǎn)距離是100米，最大網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)絡(luò)范圍)就是500米。光纖網(wǎng)段的最遠(yuǎn)距離可達(dá)2公里，但I(xiàn)EEE802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，使用光纖，級聯(lián)數(shù)最多不能超過3個，且網(wǎng)絡(luò)末端需使用雙絞線，中間的兩個為光纖網(wǎng)段并保證每個網(wǎng)段不超過1公里。這樣，整個光纖網(wǎng)段長度限制在2公里。

六、集線器和交換機(jī)

中繼型集線器(集線器)集線器是構(gòu)成以太網(wǎng)拓?fù)涞幕驹O(shè)備，為多端口設(shè)備，有四、八、十二口等，可級聯(lián)構(gòu)成分散星型拓?fù)洹＜€器均符合IEEE802.3中繼單元要求。這些要求包括前導(dǎo)碼生成、對稱和幅度補(bǔ)償。

交換型集線器(交換機(jī))交換型集線器可以取代中繼型集線器并改善網(wǎng)絡(luò)的性能。與物理層設(shè)備-中繼型集線器不同，交換型集線器實(shí)際上是連接兩個數(shù)據(jù)鏈路的網(wǎng)橋，也就是說碰撞域在每個交換機(jī)端口進(jìn)行了終結(jié)。

中繼集線器可以與交換機(jī)端口相連。如果網(wǎng)絡(luò)中都是交換機(jī)，則雙絞線網(wǎng)段保持100米，但級聯(lián)沒有限制。

七、半雙工和全雙工

半雙工，意思是同一媒體的發(fā)送和接收是異步進(jìn)行的，全雙工則相反，有單獨(dú)的發(fā)送和接收通路。全雙工的鏈接網(wǎng)段不能超過兩個設(shè)備，可以是網(wǎng)卡或交換機(jī)端口。

需要注意，半雙工方式下，受碰撞域限制，網(wǎng)段距離為412米。因此，只有在全雙工模式下(CSMA/CA被忽略)，光纖網(wǎng)段的延伸才能達(dá)到極限?？焖僖蕴W(wǎng)方式下，推薦使用交換機(jī)技術(shù)?？焖僖蕴W(wǎng)下的光纖端口，建議使用全雙工。

八、自動協(xié)商

需要提前了解的是，雙絞線鏈路自動進(jìn)行速度匹配，兩個光纖設(shè)備的速度無法進(jìn)行自動協(xié)商。

但是，對于自動協(xié)商協(xié)議而言，兩個光纖設(shè)備間的自協(xié)商是可行的，前提是通訊沒有問題。后續(xù)推出的100BASE-SX標(biāo)準(zhǔn)可以使850nm光纖在10Mbps或100Mbps下工作。100Mbps下網(wǎng)段的距離為300米。因此，安裝時請注意。光纖的速率通常是固定的，不實(shí)行協(xié)商。自動協(xié)商協(xié)議在雙絞線鏈路是成功的。

九、傳輸協(xié)議

TCP/IP和SPX/IPX是常用的兩個協(xié)議。這兩個協(xié)議并不能互相操作，所以以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)須使用兼容的協(xié)議。對于用戶來說，編址十分重要。IP協(xié)議負(fù)責(zé)可能位于不同網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)間數(shù)據(jù)包的路由。每個站點(diǎn)有唯一的32位地址(分別表示網(wǎng)絡(luò)地址、主機(jī)地址)。地址以點(diǎn)分十進(jìn)制四字節(jié)表示。

十、應(yīng)用層協(xié)議

考慮到OSI高層的兼容性，工業(yè)自動化協(xié)議有Ethernet/IP、iDA、PROFInet和Modbus/TCP。還不包括傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用SNMP、SMTP和TELNET等。使用中的產(chǎn)品可能并不能都支持這些協(xié)議，所以需要提前了解和溝通，找到符合要求的工業(yè)交換機(jī)。