拓撲是網(wǎng)絡中電纜的布置。眾所周知，EIA-485或 CAN 采用總線型拓撲。但在工業(yè)以太網(wǎng)中，由于普遍使用集線器或交換機，拓撲結構為星型或分散星型。

二、接線

工業(yè)以太網(wǎng)使用的電纜有屏蔽雙絞線(STP)、非屏蔽雙絞線(UTP)、多模或單模光纜。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。與多模光纖的內芯相比，單模光纖的內芯很細，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、接頭和連接

雙絞線接頭中，RJ-45 較常見，共兩對線，一對用于發(fā)送，另一對用于接收。在媒介相關接口(MDI)的定義中，這四個信號分別標識為 RD+，RD-，TD+，TD-。

一條通信鏈路由 DTE(數(shù)據(jù)終端設備，如工作站)和 DCE(數(shù)據(jù)通訊設備，如中繼器或 交換機)組成。集線器端口標識為 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 標識即可。

四、工業(yè)以太網(wǎng)與普通商用以太網(wǎng)產(chǎn)品

什么是工業(yè)以太網(wǎng)?技術上，它與 IEEE802.3 兼容，但設計和包裝兼顧工業(yè)和商業(yè)應用 的要求。工業(yè)現(xiàn)場的設計者希望采用市場上可以找到的以太網(wǎng)芯片和媒介，兼顧考慮工業(yè)現(xiàn) 場的特殊要求。首先考慮的是高溫、潮濕、震動。第二看是否能方便地安裝在工業(yè)現(xiàn)場控制 柜內。第三是電源要求。許多控制柜內提供的電源都是低壓交流或直流。墻裝式電源裝置有 時不能適應。電磁兼容性(EMC)的要求隨工業(yè)環(huán)境對 EMI(工業(yè)抗干擾)和 ESD(工業(yè) 抗震)要求的不同而變化?，F(xiàn)場的安全標準與辦公室的完全不同。有時需要的是惡劣環(huán)境的 額定值。工廠里采用的可能是工業(yè)控制柜標準而樓宇系統(tǒng)采用的往往是煙霧標準。顯然低價 的商用以太網(wǎng)集線器和交換機無法達到這些要求。

五、 速度和距離

討論共享型以太網(wǎng)的距離，不能忽略碰撞域( Collision Domain)的概念。

共享型以太網(wǎng)或半雙工以太網(wǎng)的媒體訪問是由載波偵聽多路訪問/碰撞檢測(CSMA/CD) 確定的。在半雙工的通訊方式下，發(fā)送和接收不能同時進行，否則數(shù)據(jù)會發(fā)生碰撞。站點發(fā) 送前，首先要看是否有空閑的信道。發(fā)送時，站點還會在一段時間內收聽，確保在這一時間 內沒有其它站點在進行同步傳送，最終本站發(fā)送成功。反之，發(fā)生碰撞，源站點發(fā)送阻塞信 號加強碰撞。競爭站點延遲后(延遲時間由算法確定，是隨機的)重試。在這種機制下CONTROL ENGINEERING China版權所有，所 有站點和所有集線器都必須在同一碰撞域內。

對工業(yè)以太網(wǎng)來說，10Mbps 和 100Mbps 是最常用的。在 10Mbps，全部采用雙絞線的以 太網(wǎng)網(wǎng)絡中，與距離有關的概念有兩個，即網(wǎng)段(Segment)和網(wǎng)絡范圍(Network Diameter)。 前者指連接兩個設備(集線器、交換機或主機)的距離，后者指網(wǎng)絡中兩個最遠端設備之間 的距離。不管是 10Mbps 或 100Mbps 的網(wǎng)絡，網(wǎng)段的最遠距離不能超過 100 米。考慮網(wǎng)絡延 伸，最有用的規(guī)則就是 5-4-3 規(guī)則(僅僅針對 10Mbps 中繼器)。規(guī)則的內容如下：一個網(wǎng)絡 最多有五個網(wǎng)段，四個中繼器，不多于三個的混合網(wǎng)段?；旌暇W(wǎng)段指的是同軸總線網(wǎng)段(已 淘汰)。由于雙絞線網(wǎng)段的最遠距離是 100 米，最大網(wǎng)絡(網(wǎng)絡范圍)就是 500 米。光纖網(wǎng)段的最遠距離可達 2 公里控制工程網(wǎng)版權所有，但 IEEE802.3 標準規(guī)定，使用光纖，級聯(lián)數(shù)最多不能 超過 3 個，且網(wǎng)絡末端需使用雙絞線，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。5-4-3 規(guī)則對 100Mbps 是不適用的。建議使用 100Mbps 交換機。

六、 集線器和交換機

中繼型集線器(集線器) 集線器是構成以太網(wǎng)拓撲的基本設備，為多端口設備，有四、八、十二口等，可級聯(lián)構成分散星型拓撲。集線器均符合 IEEE802.3 中繼單元要求。這些要求包括前導碼生成、對稱和幅度補償。 中繼器必須對信號再定時，這樣收發(fā)器和電纜引起的信號抖動不會在多網(wǎng)段傳播時累積。這 些設備能偵測出不完整的數(shù)據(jù)包和沖突，并產(chǎn)生一個阻塞信號相作用。它們還會自動隔離有 問題的端