工业以太网及工业以网交换机

工业以太网及工业以网交换机

一、 工业以太网 

1、 工业以太网的概念󰀃

所谓工业以太网，一般来讲是指技术上与商用以太网(即IEEE 802.3标准)兼容，但在产品设计时，在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性和本质安全等方面能满足工业现场的需要。工业以太网作为一种特殊的网络，直接面向生产过程和控制，肩负着工业生产运行一线测量与控制信息传输的特殊任务，并产生或引发物质或能量的运动和转换。因此，它通常就满足强实时性与确定性、高可靠性与安全性、工业现场恶劣环境的适应性、总线供电与本质安全等特殊需要要求。工业以太网示意图如图1所示。 

图1 工业以太网应用 

以太网进入工业自动化领域的直接原因是，现场总线多种标准并存，异种网络通信困难。在这样的技术背景下，以太网逐步应用于工业控制领域，并且快速发展。 

工业以太网的发展得益于以太网多方面的技术进步。首先是通信速率的提高，其次由于采用星形网络拓扑结构和交换技术，使以太网交换机的各端口之间

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数据帧的输入和输出不再受CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测）机制的制约，避免了冲突；再加上全双工通信方式使端口间两对双绞线(或光纤)上分别同时接收和发送数据，而不发生冲突。 2、 工业以太网与商用以太网区别󰀃

1) 工业以太网传输的信息多为短帧信息，长度较短，且信息交换频繁。 2) 工业以太网中周期与非周期信息同时存在。正常工作状态下，周期信息

较多，而非周期信息较少。 

3) 工业以太网中信息流向具有明显的方向性。 4) 工业以太网测量控制信息的传送有一定的顺序性。 5) 工业以太网响应时间要求较严格，为毫秒甚至微秒及水平。 

6) 工业以太网具有良好的环境适应性，即在高温、潮湿、振动、腐蚀、电

磁干扰等工业环境中具有长时间、连续、可靠、完整地传送数据的能力，并能抗工业网的浪涌、跌落和尖峰干扰。 

7) 在可燃与易爆场合，工业以太网还应具备防爆性能。 3、 工业以太网主要技术特性󰀃

1) 系统响应的实时性。工业以太网是与工业现场测量控制设备相连接的一

类特殊通信网络，控制网络中数据传输的及时性与系统响应的实时性是控制系统最基本的要求。在工业自动化控制中需要及时地传输现场过程信息和操作指令，要能够支持和完成实时信息的通信。这不仅要求工业以太网传输速度要快，而且响应也要快，即响应实时性要好。 2) 网络传输的确定性。即要保证以太网设备间的传输不能发生冲突或数据

的碰撞，让不同设备对网络资源的使用合理有序化。以前，以太网被认为不能用于工业控制领域，这主要是因为以太网的CDMA／CD媒体访问方式不能保证网络(传输时间)的确定性，而现在随着以太网速率不断提高，加上确定性调度算法的研究突破，使网络负荷进一步减轻、碰撞减少，系统的确定性已得到了很大的提高。 

3) 总线供电技术。电气电子工程师协会于2003年6月批准了以太网供电

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PoE标准‐‐IEEE802.3af。PoE技术是指对现有的以太网CAT‐5布线基础架构不用作任何改动的情况下，借助于一根常规以太网线缆在传输数据的同时供应电力，从而保证该线缆在为以太网终端设备传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电。 

4) 要求极高的可靠性。工业控制网络必须连续运行，它的任何中断和故障

都可能造成停产，甚至引起设备和人身事故，因此必须具有极高的可靠性，具体表现在以下三个方面：①可使用性要好，网络自身不发生故障。②容错能力强，网络系统局部单元出现故障，不影响整个系统的正常工作。③可维护性高，故障发生后能及时发现和及时处理，通过维修使网络及时恢复。 

4、 工业以太网协议介绍󰀃

1)、HSE(High Speed Ethernet，高速以太网)  

HSE是现场总线基金会在据弃了原有高速总线H2之后的新作。HSE在低四层直接采用以太网+TCP/IP，在应用层和用户层直接采用FF H1的应用层服务和功能块应用进程规范，并通过链接设备(Linking Device)将FF H1网络连接到HSE网段上，HSE链接设备同时也具有网桥和网关的功能，它的网桥功能能够用来连接多个H1总线网段，使不同H1网段上面的H1设备之间 能够进行对等通信而无需主机系统的干预。 

2)、Profinet 

Profinet由Siemens 开发并由Profibus International支持，目前它有3个版本，第一个版本定义了基于TCP/UDP/IP的自动化组件。采用标准TCP/IP+以太网作为连接介质，采用标准TCP/IP协议加上应用层的RPC/DCOM来完成节点之间的通信和网络寻址。第二个版本中，Profinet在以太网上开辟了两个通道：标准的使用TCP/IP协议的非实时通信通道，另一个是实时通道，旁路第三层和第四层，提供精确通信能力。该协议减少了数据长度，以减小通信栈的吞吐量。为优化通信功能，Profinet根据IEEE 802.p定义了报文的优先级。最多可用7级。Profinet第三版采用了硬件方案以缩小基于软件的通道，以进一步缩短通信栈软件的处理时间。为连接到集成的以太网交换机，Profinet第三版还开始解决基于IEEE 1588

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同步数据传输的运动控制解决方案。  

3)、Ethernet/IP 

Ethernet/IP(Ethernet/Industrial Protocol，以太网工业协议)由ROCKWELL定义，并由ODVA和ControlNet International支持。EtherNet/IP网络采用商业以太网通信芯片、物理介质和星形拓扑结构，采用以太网交换机实现各设备间的点对点连 接，能同时支持10Mbps和100Mbps以太网商业产品，Ethernet/IP协议由IEEE 802.3物理层和数据链路层标准、TCP/IP协议组和控制与信息协议CIP(Control Information Protocol)等三个部分组成，前面两部分为标准以太网技术，其特色就是被称作控制和信息协议的CIP部分。Ethernet/IP为了提高设备间的 互操作性，采用了ControlNet和DeviceNet控制网络中相同的CIP，CIP一方面提供实时I/O通信，一方面实现信息的对等传输，其控制 部分用来实现实时I/O通信，信息部分则用来实现非实时的信息交换。  

4)、EPA 

EPA是在国家科技部“863”计划的支持下，由浙江大学、浙大中控、中科院沈阳自动化研究所、重庆邮电学院、大连理工大学、清华大学等单位联合成立了浙江中控技术股份有限公司总裁金建祥教授为组长的标准起草工作小组起草。 

EPA系统中，将控制网络划分为若干个控制区域，每个控制区域即为一个微网段。每个微网段通过EPA网桥与其他网段进行分隔，该微网段内EPA设备间的通信被在本控制区域内进行，而不会占用其他网段的带宽资源。  

处于不同微网段内的EPA设备间的通信，需由相应的EPA网桥进行转发控制。EPA网桥至少有2个EPA接口，当它需要转发报文时，首先检查报文中的源 IP地址与目的IP地址、EPA服务标识等信息，以确认是否需要转发，并确定报文转发路径。因此，任何广播报文的转发也将受到控制，而不会发生采用一般交 换机所出现的广播风爆。 

而连接在每个微网段的EPA设备，通过其内置的通信栈软件，分时向网络上发送报文，以避免两个设备在同一时刻向网络上同时发送数据，避免报文碰撞，用户可以预知其发出的信息在可预知的时间内到达目的站点。 

EPA系统中，支持IEEE 1588的时间同步，还支持标准以太网帧与EPA实时以太网帧的并行传输。 

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5)、EtherCAT 

EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)是由德国倍福Beckhoff公司开发，并由EtherCAT技术组(EtherCAT Technology Group，ETG)支持。它采用以太网帧，并以特定的环状拓扑发送数据。网络上的每一个站均从以太网帧上取走与该站有关的数据，或并插入该站本身特定的 输入/输出数据。网络内的最后一个模块向第一个模块发送一个帧以形成和创建一个物理和逻辑环。EtherCAT还通过内部优先级系统，使实时以太网帧比其 他的数据(如组态或诊断数据，等)具有较高的优先级。组态数据只在传输实时数据的间隙(如间隙时间足够传输的话)中传输，或者通过特定的通道传输。 EtherCAT还保留标准以太网功能，并与传统IP协议兼容。为了实现这样的装置，需要专用ASIC芯片，以集成至少两个以太网端口，并采用基于 IEEE 1588的时间同步机制，以支持运动控制中的实时应用。 

6)、Powerlink 

Powerlink由贝加莱B&R公司开发，并由Ethernet Powerlink标准化组(Ethernet Powerlink Standardisation Group，EPSG)支持。  

Powerlink 协议对第三、四层的TCP(UDP)/IP栈进行了扩展。它在共享式以太网网段上采用槽时间通信网络管理(Slot Communication Network Management，SCNM)中间件控制网络上的数据流量。SCNM采用主从调度方式，每个站只有在收到主站请求的情况下，才能发送实时数据。因此， 在一个特定的时间，只有一个站能够访问总线，所以没有冲突，从而确保了通信的实时性。为此，Powerlink需采用基于IEEE 1588的时间同步。在其扩展的第二版中，包括了基于CANopen的通信与设备行规。 

7)、Vnet/IP 

VNET/IP由日本横河Yokogawa开发，该协议的实时扩展是实时可靠数据报协议(Real‐time & Reliable Datagram Protocol，RTP)，在传输层采用UDP协议，但在IP栈协议层进行了优化以实现冗余网络联结。 

8)、TCnet 

TCnet是由日本东芝Toshiba开发的，它在MAC进行了实时扩展，并基于标准以太网开辟了两个冗余通道连接。  

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9)、Mod Bus‐IDA 

Modbus/TCP由施耐德电气定义，并由Modbus‐IDA支持，它在TCP/IP网络上应用Modbus协议。其实时扩展采用了在UDP上的实时发布者预订者(Real‐time Publisher Subscriber，RTPS)。  

Modbus/TCP是Modbus的延伸，它基于以太网和标准TCP/IP协议，直接应用第四层。它定义了一个结构简单的、开放和广泛应用的传输协议，用于主从式通信。 

IDA结构可用于实时和非实时应用。其确定性通信可以通过IDA中间件来实现。中间件包含了标准的Modbus/TCP协议。IDA还采用基于Web的通信应用，提供了水平和垂直的集成，并扩展了Web服务器的应用。 

二、 工业以太网交换机技术 

1、工业以太网交换机简介󰀃

顾名思义，工业以太网交换机是应用于工业以太网的交换机，能够适应第一节所讲的恶劣工作环境，能够快速准确传输工业信息的交换台机。与商用交换机一样，工业以太网交换机可以工作于OSI的第二层与第三层，即数据链路层与网络层。作为数据链路层设备时，能够识别MAC地址，通过解析数据帧中的目的主机的MAC地址，能将数据帧从源端口转发至目的端口，从而避免与其它端口发生碰撞，提高网络的交换和传输速度。作为网络层设备时，工业交换机带有路由功能，相当于一个多端口路由器，根据IP地址转发数据。工业以太网交换机分为网管型与非网管型。交换机工作示意图如图2所示。 

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图2 交换机工作示意图 

2、工业以太网交换机工作原理󰀃

交换是按照通信两端传输信息的需要，用设备自动完成的方法，把需要传输的信息送到符合要求的对象上的技术统称。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。 

在网络系统中，交换概念的提出是对于共享工作模式的改进。HUB集线器就是一种共享设备，HUB本身不能识别目的地址，当一局域网内的A设备给B设备传输数据时，数据包在以HUB为架构的网络上是以广播的方式传输的，由每一台设备通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。也 就是说，在这种工作方式下，同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯，如果发生碰撞还得重试。这种方式就是共享网络带宽。 

交换机根据数据帧的MAC（Media Access Control）地址进行数据帧的转发操作。交换机转发数据帧时，遵循以下规则： 

1) 如果数据帧的目的MAC地址是广播地址或者组播地址，则向交换机（除

源端口外）所有端口转发。 

2) 如果数据帧的目的MAC地址是单播地址，但是这个地址并不在交换机的

地址表内，那么也会向交换机（除源端口外）所有端口转发。 3) 如果数据帧的目的MAC地址在交换机的地址表内，那么根据地址表转发

到相应的端口； 如果数据帧的目的MAC地址与数据帧的源地址在同一

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个端口上，它就会丢弃这个数据帧，交换也不会发生。交换规则示意图如图3所示。 

图3  交换规则示意图 

交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵，如图4所示。交换机的所有端口都挂接在这条背部总线上，通过交换机地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，可以有效的隔离广播风暴，减少误包和错包的出现，避免共享冲突。 

图4 交换机背板交换矩阵结构 

交换机的交换地址表中，如图5所示，一条表项主要由一个MAC地址和该地址所位于的交换机端口号组成。整张地址表的生成采用动态自学习的方法，既当交换机收到一个数据帧以后，将数据帧的源地址和输入端口记录在交换地址表中。每一条地址表项都有一个时间标记，用来指示该表项存储的时间周期。 如果在一定时间范围内地址表项仍然没有被引用，它就会从地址表中被移走。因此，交换地址表中所维护的一直是最有效和最精确的地址‐端口信息。 

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图5 交换机MAC地址表 

交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为的网段，连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。工业以太网交换机的工作机制如图6所示。 

图6 以太网交换机工作机制 

3、工业以太网交换机交换方式󰀃

目前工业以太网交换机主要有三种交换方式，端口交换，帧交换与信元交换。 1）、端口交换 

端口交换最早出现在插槽式的集线器中，这类集线器的背板通常划分有多条以太网段，不用网桥或路由器连接时，是不能互相通信的。模块插入后通常被分配到某个背板的网段上，端口交换用于将模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡。根据支持的程度，端口交换可细分为： 

 模块交换：将整个模块进行网段迁移。 

 端口组交换：通常模块上的端口被划分为若干组，每组端口允许进行网

段迁移。 

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 端口级交换：支持每个端口在不同网段之间进行迁移。这种交换技术是

基于OSI第一层上完成的，具有灵活性和负载平衡能力等优点，但没有改变共享传输介质的特点，故而未能称之为真正的交换。 2）、帧交换 

帧交换是目前应用最广的局域网交换技术，它通过对传统传输媒介进行微分段，提供并行的传送机制，以减小冲突域，获得高带宽。一般有三种处理方式： 

A、

直通交换方式 

采用直通交换方式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机。它在输入端口检测到一个数据包时，检查该包的包头，获取包的目的地址，启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口，在输入与输出交叉处接通，把数据包直通到相应的端口，实现交换功能。由于它 只检查数据包的包头（通常只检查14个字节），不需要存储，所以切入方式具有延迟小，交换速度快的优点。所谓延迟（Latency）是指数据包进入一个网 络设备到离开该设备所花的时间。它的缺点主要有三个方面：一是因为数据包内容并没有被以太网交换机保存下来，所以无法检查所传送的数据包是否有误，不能提供 错误检测能力；第二，由于没有缓存，不能将具有不同速率的输入／输出端口直接接通，而且容易丢包。如果要连到高速网络上，如提供快速以太网 （100BASE－T）、FDDI或ATM连接，就不能简单地将输入／输出端口“接通”，因为输入／输出端口间有速度上的差异，必须提供缓存；第三，当以太网交换机的端口增加时，交换矩阵变得越来越复杂，实现起来就越困难。 

B、 碎片隔离式 

这是介于直通式和存储转发式之间的一种解决方案。它在转发前先检查数据包的长度是否够个字节（512 bit），如果小于字节，说明是假包（或称残帧），则丢弃该包；如果大于字节，则发送该包。该方式的数据处理速度比存储转发方式快，但比直通式 慢，但由于能够避免残帧的转发，所以被广泛应用于低档交换机中。 

使用这类交换技术的交换机一般是使用了一种特殊的缓存。这种缓存是一种先进先出的FIFO（First In First Out），比特从一端进入然后再以同样的顺序从另一端出来。当帧被接收时，它被保存在FIFO中。如果帧以小于512比特的长度结

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束，那么FIFO中的内容（残帧）就会被丢弃。因此，不存在普通直通转发交换机存在的残帧转发问题，是一个非常好的解决方案。数据包在转发之前将被缓存保存下来，从而确保碰撞碎 片不通过网络传播，能够在很大程度上提高网络传输效率。 

C、 存储转发方式 

存储转发（Store and Forward）是网络领域使用得最为广泛的技术之一，以太网交换机的控制器先将输入端口到来的数据包缓存起来，先检查数据包是否正确，并过滤掉冲突包错误。确定包正确后，取出目的地址，通过查找表找到想要发送的输出端口地址，然后将该包发送出去。正因如此，存储转发方式在数据处理时延时大，这是它的不 足，但是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测，并且能支持不同速度的输入／输出端口间的交换，可有效地改善网络性能。它的另一优点就是这种交换方式支 持不同速度端口间的转换，保持高速端口和低速端口间协同工作。实现的办法是将10Mbps低速包存储起来，再通过100Mbps速率转发到端口上。 

3）、信元交换 

ATM采用固定长度53字节的信元交换。由于长度固定，因而便于用硬件实现。ATM采用专用的非差别连接，并行运行，通过一个交换机同时建立多个节点，但并不会影响每个节点之间的通信能力。ATM还容许在源节点和目标节点建立多个虚拟链接，以保障足够的带宽和容错能力。ATM 采用了统计时分电路进行复用，因而能大大提高通道的利用率。ATM技术，在电信骨干级线路被广泛采用。 5、 工业以太网交换机的主要性能指标󰀃

1）、Mpps 

Mpps是Million Packet Per Second的缩写，即每秒可转发多少个百万数据包。其值越大，交换机的交换处理速度也就越快。 

2）、背板带宽 

背板带宽也是衡量交换机的重要指标之一，它直接影响交换机包转发和数据流处理能力。对于由几百台计算机构成的中小型局域网，几十 Gbps 的背板带宽一般可满足应用需求；对于由几千甚至上万台计算机而构成的大型局域网，比如

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高校校园网或城域教育网，则需要支持几百 Gbps 的大型3 层交换机。 

3）、MTBF 

MTBF即是平均无故障时间。具体是指产品从一次故障到下一次故障的平均时间，是衡量一个产品的可靠性指标，单位是小时。 

4）、环境适应能力 

环境适应能力就是指工业以太网交换机能够适应的工业环境，包括工作温度、存储温度、相对湿度。 6、 工业以太网交换机的功能指标󰀃

交换机通常应具备以下方面的功能，以增强交换机的应用能力。 1）、支持组播 

组播不同于单播（点对点通信）和广播，它可以跨网段将数据发给网络中的一组节点。 

2）支持QoS 

QoS 是Quality of Service（服务质量）的缩写。QoS 机制能够识别通过交换机的数据包的特征，并根据这些特征采取不同的传输策略，对于多媒体传输意义很重大。利用 QoS 可以给不同的应用程序分配不同的带宽。 

3）、广播抑制功能 

在某些情况下，3 层交换机需要转发广播包，比DHCP客户机发送的 BootP 广播包，但是不能任由广播包任意广播，而是在广播包超过一定数量的时候能加以。因此，交换机应具备广播抑制功能。 

4）、支持端口聚合功能 

端口聚合是指将若干个端口聚合捆绑在一起，形成一个逻辑端口。通过端口聚合，可成倍提高端口的通信速度。 

5）、支持802.1q 协议或ISL 协议 

IEEE 802.1q协议和ISL 协议是trunk 链路打标封装协议，以实现跨交换机的VLAN。目前的交换机一般均支持802.1q 协议。ISL协议是Cisco 交换机特有的类似功能的协议。 

6）、支持802.1d 协议 

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IEEE 802.1d协议也即生成树协议。在大型网络中，为提高网络的可靠性，往往采用冗余链路的方式保证网络的连通，为防止网络出现环路，必须运行生成树协议。此时交换机就必须支持该协议。 

7）、支持流量控制 

能够控制交换机的数据流量， HDX、 FDX 是通用的流量控制标准。 8）、易于扩展 

对于核心层交换机，应注意其扩展性，通常应是模块化的交换机，能在未来根据应用的需要，通过添加功能模块，来增强交换机的功能和增加接口。 7、工业以太网交换机主要功能󰀃

1）、ARP功能 

ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）用于将网络层的IP地址解析为数据链路层的物理地址。 

2）、MAC 地址转发表 

以太网交换机的主要功能是在数据链路层对报文进行转发，也就是根据报文的目的MAC地址将报文输出到相应的端口。MAC地址转发表是一张包含了MAC地址与转发端口对应关系的二层转发表，是以太网交换机实现二层报文快速转发的基础。 

3）、VLAN 

VLAN是隔离广播域的一种有效方法。 4）、STP 

STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）是根据IEEE协会制定的802.1D标准建立的，用于在局域网中消除数据链路层物理环路的协议。运行该协议的设备通过彼此交互报文发现网络中的环路，并有选择的对某些端口进行阻塞， 最终将环路网络结构修剪成无环路的树型网络结构，从而防止报文在环路网络中不断增生和无限循环，避免主机由于重复接收相同的报文造成的报文处理能力下降的问题发生。 

、端口镜像 5）

镜像是将指定端口的报文复制到镜像目的端口，镜像目的端口会接入数据检

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测设备，用户利用这些设备分析目的端口接收到的报文，进行网络监控和故障排除。 

6）、端口汇聚 

端口汇聚是将多个以太网端口汇聚在一起形成一个逻辑上的汇聚组， 使用汇聚服务的上层实体把同一汇聚组内的多条物理链路视为一条逻辑链路。端口汇聚可以实现出/入负荷在汇聚组中各个成员端口之间分担，以增加带宽。同时，同一汇聚组的各个成员端口之间彼此动态备份，提高了连接可靠性。 

7）组播 

在发送者和每一接收者之间实现点对多点网络连接。如果一台发送者同时给多个的接收者传输相同的数据，也只需复制一份的相同数据包。它提高了数据传送效率。减少了骨干网络出现拥塞的可能性。 

8）、ACL 

随着网络规模的扩大和流量的增加，对网络安全的控制和对带宽的分配成为网络管理的重要内容。通过对数据包进行过滤，可以有效防止非法用户对网络的访问，同时也可以控制流量，节约网络资源。ACL（Access Control List，访问控制列表）即是通过配置对报文的匹配规则和处理操作来实现包过滤的功能。 7、 工业以太网交换机与商用以太网交换机不同󰀃

工业以太网交换机和普通交换机的区别主要体现在功能和性能上。功能上的区别主要是指：工业以太网交换机在 功能上与工业网络通讯更接近，比如与各种现场总线的互通互联、设备的冗余以及设备的实时等；而性能上的区别则主要体现在适应外界环境参数的不同。工业环境 除了有很多如：煤矿、舰船等特别恶劣的环境外，还有在EMI（电磁兼容性）、温度、湿度以及防尘等方面有特殊要求的环境。其中温度对工业网络设备的影响面 是最广泛的。总的区别如下： 

 工业以太网交换机与民用以太网交换机相比，工业以太网交换机产品在

设计上以及在元器件的选用上，产品的强度和适用性方面都能满足工业现场的需要。  工业以太网交换机包括机械环境适应性（如耐振动、耐冲击）、气候环境适应性（工作温度要求为－20～+85℃，至少为－10～+70℃，并要耐腐蚀、防 尘、防水）、电磁环境适应性或电磁兼容性EMC

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应符合EN 50081‐2、EN 50082‐2、EN 50082‐3、EN 50082‐4、FCC、GB/T17626、IEC61000等标准。  

 工业以太网交换机产品要适应工业控制现场的恶劣环境。在工业现场使

用网络设备必须通过IEC61000‐4‐5、GB/T17626.5等标准进行浪涌测 试，通过IEC61000‐4‐8、GB/T17626.8等标准进行工频磁场抗扰度测试，通过IEC61000‐4‐9、GB/T17626.9等标准 进行脉冲磁场抗扰度测试，可按标准IEC61000‐4‐11、GB/T17626.11等进行电压变化抗扰度测试。   工业以太网交换机大都宽电压设计，工作电压18VDC～36 VDC，220VA、

220VDC、110VDC等。 

 工业以太网交换机电源一般为冗余双电源设计，民用以太网交换机为单

电源。  

 工业以太网交换机安装方式DIN导轨、机架等。民用以太网交换机安装

方式桌面、机架。  

 工业以太网交换机工作温度宽工作温度（工作温度要求为－20～+85℃，

至少为－10～+70℃），民用以太网交换机工作温度范围窄。 

 工业以太网交换机散热方式无风扇外壳散热，民用以太网交换机风扇散

热。  

 电磁兼容性EN50081－2（EMC、工业）EN50081－2（EMC、办公室）EN50082

－2（EMC、工业）EN50082－2（EMC、办公室）。工业以太网交换机满足EN50082－2（EMC、工业）。 

 工业以太网交换机外壳材料合金外壳，强度高塑胶外壳，强度低。  工业以太网交换机防尘性全封闭结构，防尘性较好。 

 工业以太网交换机链路故障恢复时间＜300ms。民用以太网交换机30秒

以上。 

8、 电力专用工业以太网交换机技术规范󰀃

至今，国内没有出现电力专用工业以太网交换机技术标准。近期电力相关部门正在讨论电力专用工业以太网交换机技术规范，相信对于电力行业的工业交换机的选择与标准化有借鉴意义。 

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9、 工业交换机厂家󰀃

主要厂家包括Moxa、东土、西门子、施耐德、菲尼克斯、思科、卓越、科动、SIXNET、芯惠通、Microsens、研华。 

1)、思科 

思科工业以太网交换机 Industrial Ethernet 3000 (IE3000)系列交换机是一个全新的交换机系列，提供了坚固、易用、安全的交换基础设施，适用于恶劣环境。Cisco IE3000系列采用了工业设计，符合工业规范；其工具简化了工业网络的部署、管理和更换；且在开放标准的基础上提供了很好的网络安全性。Cisco IE3000是支持工业以太网应用的理想产品，这其中包括工厂自动化、智能交通运输系统(ITS)、变电站和其他恶劣环境中的部署。 

2）、西门子 

工业自动化与驱动技术集团(IA&DT)是西门子股份公司中最大的集团之一，是西门子工业领域的重要组成部分。IA&DT是西门子在华业 务的支柱，在制造自动化、过程自动化及楼宇电气安装领域提供创新、可信赖和高质量的产品、系统、应用和服务。我们致力于服务中国市场和客户，并且有信心通 过我们最大的努力为客户提供最好的服务。网址：http://www.ad.siemens.com.cn/ 

3）研华科技 

研华科技产品工业级的交换机(ADAM‐6510/6520/6521)特别适合于有以太网络需要的工业环境。网址：http://www.advantech.com.cn/ 

4）、SIXNET 

美国SIXNET公司是一家历史悠久的工业自动化产品生产厂商，自1975年起向世界各地用户提供高品质的工业控制系统。多年来，SIXNET一直倡导和推动工业以太网技术在全球工业领域的应用。上世纪九十年代中期，SIXNET在实时工业自动化领域率先提出并实现了可靠的工业以太网整体解决方案。SIXNET提供具有以太网接口的工业控制器与RTU，并提供直接以太网连接的工业级I/O 模块、通讯接口转换器，以及全系列实时工业以太网交换机。网址：http://www.sixnetio.com.cn/ 

5）、MOXA 

Moxa致力于发展及制造信息联网产品，提供客户具成本效益且稳定性高的串口通信解决方案、串口设备联网解决方案、及工业以太网解决方案。事 实上，

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近来Moxa大部分的研发力量均集中在串口设备联网及以太网交换的技术上，因为使用以太网作为传输主干已成为趋势。除此之外，Ethernet LAN已在全球普及，即使是非网络专业人员也能轻松地设置以太网通讯应用。网址：http://www.moxa.com.cn/about/Company_Profile.htm 

6）、东土科技 

北京东土科技股份有限公司专注于机器与机器之间通信技术的研究，在通信技术中不断融合数据采集技术和控制数据管理技术，为构建工业信息化的智能“神经网络”平台提供先进可靠的解决方案和产品。网址：http://www.kyland.com.cn/index.asp 

7）、奥普图控制 

网址：http://www.opto22.cn/switch1.htm 8）、正维科技 

 正维科技有限公司是第一家专注于中国专用网光通信、工业用光数据网络通信的高科技通信产业公司，是首先将现代通信和视频技术成功应用于中国工业通信领域的专业化公司。网址：http://www.gkong.com/co/yantaizw/index.asp 

9）、兆越通讯 

上海兆越通讯技术有限公司成立于2003年初，是一家专业研发、生产、销售光纤及数据通讯产品、工业控制通讯产品的高科技企业。公司位于上海市松江高科技园 区，多年来致力于网络通信、工业以太网及工控、自动化等行业的通讯技术解决方案，以及相关软硬件产品的设计、开发和制造。公司本着“客户至上，质量第一； 精益求精，勇攀高峰”的质量方针，己获得由英国Sira Certification Service机 构颁发的ISO9001质量管理体系认证证书。网址：http://www.mexontec.com/aboutus.asp 

10）、美国格雷特 

上海蓝鸟机电有限公司代理的由美国GarrettCom公司制造生产的工业以太网交换机符合基于网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准——IEC 61850国际标准。同时也通过了变电站工作环境标准认证IEEE 1613国际标准。