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  • 开放的MODBUS TCP(一)

    2007年11月22日 13:47:00
    导读:
      1 以太网的由来
      最早的以太网应该追溯到施乐公司(Xerox)的PARC(Palo Alto Research Center)研究项目,当时为20世纪70年代初,速度2.94Mbps。到了1980年,由数字设备公司(DEC)、英特尔公司(Intel )和施乐公司颁布了DIX V1.0标准,把以太网的速度提升到10Mbps,但仍采用同轴“粗缆”作为传输介质。在1982年,DIX V2.0标准发布,这就是人们目前最常用,也最熟悉的Ethernet II。
      在DIX标准发布的同时,电气与电子工程协会(IEEE)也计划由802委员会制定开放网络标准。1985年,由IEEE颁布了“IEEE802.3载波监听多路访问及冲突检测(CSMS/CD)的访问方法和物理层规范”,由于DIX 2.0和802.3的帧格式略有差别,故在泛谈以太网时,要注意二者之间的细微差别,因为有用户因选错帧格式而造成网络连接不上的情况。
      2 以太网的连接
      
      
      图1 最早版本的太网连接图
      最著名的以太网连接图,莫过于Bob Metcalfe 绘制的最早版本的图了(如图1所示)。由图1中看出,以太网的结构十分简单,干缆被称之为“以太”(Ether),两端有终端头(Terminator)结尾,每个节点由分支器(Tap)引出,然后是收发器(Transceiver)接分支电缆(Interface cable)到计算机或控制器的接口卡(Interface)。重画后的图如图2所示。
      
      
      图2 重画后的图
      图2中的以太网使用粗缆,即同轴电缆,并需要收发器,通过AUI电缆与计算机或控制器相连。
      随着以太网技术的发展,现在的以太网已由过去的总线式连接,变为星形连接。
      3 以太网的标准
      以太网是一种局域网(LAN,Local Area Network), 早期的标准为IEEE802.3,数据链路层使用CSMA/CD,10Mbps速度。物理层有:
      10Base 5 粗同轴电缆,RG-8,一段最长为500米。
      10Base 2 细同轴电缆,RG-58,一段最长为185米。
      10Base T 双绞线,UTP或STP,一段最长为100米。
      快速以太网为100Mbps,标准为802.3u,介质为:
      100 Base Tx 双绞线;
      100 Base Fx 光纤。
      目前10M/100M的以太网使用最为普遍,很多企事业的用户已经实现100M以太网到桌面,确实体验到高速“冲浪”的快感,另外从距离而言,非屏蔽双绞线(UTP)可达100米,多模光纤可达2~3公里,单模光纤可大于100公里。
      千兆以太网,1000Mbps为802.3z / 802.3ab,万兆以太网10Gbps为802.3ae,将为新一轮以太网的发展带来机遇与冲击。
      4 为什么要使用以太网?
      以下几个因素促使了以太网的快速发展:
      (1) 实现网络的造价最经济
      从现有和实现的网络当中,无疑以太网是造价最经济的,无论计算机的网卡,很多主板(Mother board)已经集成了以太网口,单买PCI或ISA的以太网卡,售价低于100元人民币。而有些专用网卡的价格则高达万元人民币(如某些工业网络),超五类的双绞线也是各类网络线中最便宜的,甚至多模光缆的价格也跌破10元/米,这对工业行业的用户更是一个好消息,而且市面上有琳琅满目的集线器(Hub)、交换机( Switch)、路由器(Router)、收发器(Transceiver)等连接设备可供选择,更不会受某个厂商的约束。
      (2) 以太网的性能最优
      早期的以太网速度为10Mbps,传送一幅标准以太网帧(1518字节),需要1.2ms,100Mbps需要120ns,1Gbps需12ns,而今天10Gbps只要1.2ns,所以比起其他网络来说,性能相差极大。
      (3) 操作系统的支持
      无论是使用Windows,还是使用Unix或者Linux,以太网都是操作系统当然支持的网络。
      (4) 以太网的市场分额最大
      电子类产品的特点是:数量越大,价格也越便宜,所以说选择以太网并非是商家的选择,而是用户的选择,应用的选择,市场的选择。
      (5) 以太网的拓扑形式多样
      除了是总线型和星型的传统结构外,还可以构成环型、双环型、双总线型和混合型多种结构。
      (6) 以太网的速度可按需进行“分配”
      在主干网上,交换机口端口速度可达10G,背板总线可达几百个G,而到桌面或现场I/O可使用10M以太网,这也是以太网所独有的特点,可按照使用需要,选用不同速度的产品,这一特点也可以保护老用户的投资,老用户的产品仍可使用,而一般专用网络速度是一样的。
      (7) 以太网扩展灵活
      用户可以随时构建新的以太网,并把它加入到原来的网络之中,这种引入甚至在网络运行时即可进行。
      (8) 以太网的伸展距离巨大
      由于光缆的使用,使得局域网的范围大大增加了,原来百米的距离现在可扩至几公里到百公里。
      (9) 以太网与其他网络联接非常方便
      通过路由器,以太网很容易同X.25、ISDN、PSTN、ADSL、FR、ATM等网络联接。
      5 工业以太网与商用以太网的区别
      表1 一些常用工业标准
      标准 测试方法 描述
      EN55024 EN61000-4-2 静电放电
      EN55024 EN61000-4-3 抗辐射干扰
      EN55024 EN61000-4-4 快速瞬态脉冲
      EN55024 EN61000-4-5 浪涌电压
      EN55024 EN61000-4-6 传导干扰
      EN55024 EN61000-4-11 瞬降瞬断电压
      EN55022 CISPR22 辐射放射
      EN55022 CISPR22 传导辐射

    本文转自
    http://www.fieldbuses.com/n999c45.aspx

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