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以太网用于运动控制的三个原因

以太网正成为工业应用中日益重要的网络。就运动控制而言,以太网、现场总线以及其他技术(如组件互连)历来都是相互竞争的,用以在工业自动化和控制系统中获得对一些苛刻要求的工作负载的处理权限。运动控制应用要求确定性(保证网络能够及时将工作负载传送至预定的节点),这是确保位置保持所必需的,这进而又将确保驱动器的精确停止、适当的加速/减速以及其他任务。

标准的IEEE 802.3以太网从未达到这方面的要求。即使全双工交换和隔离域淘汰了过时的CSMA/CD数据链路层,但它还是缺乏可预测性。此外,典型堆栈中的TCP/IP的高度复杂性并未针对实时流量的可靠传送进行优化。因此,现场总线以及带有基于ASIC的PCI卡的PC控制架构一直是常见的运动控制解决方案。
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交换式以太网

交换式结构:

在交换式以太网中,交换机根据收到的数据帧中的MAC地址决定数据帧应发向交换机的哪个端口。因为端口间的帧传输彼此屏蔽,因此节点就不担心自己发送的帧在通过交换机时是否会与其他节点发送的帧产生冲出。

为什么要用交换式网络替代共享式网络:

减少冲出:交换机将冲出隔绝在每一个端口(每个端口都是一个冲出域),避免了冲出的扩散。

提升带宽:接入交换机的每个节点都可以使用全部的带宽,而不是各个节点共享带宽。
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以太网测试的实际连接图

在测试过程中,测试软件会提示用户把被测设备设置成不同的测试模式以完成不同项目的测试,如千兆以太网中就规定了4种测试模式针对不同的测试。软件运行后,示波器会自动设置时基、垂直增益、触发等参数并进行测量,测量结果会汇总成一个html格式的测试 报告,报告中列出了测试的项目、是否通过、spec的要求、实测值、margin等,

值得注意的是,以太网的信号测试并不是用探头搭在正常工作的电缆上完成的,因为以 太网信号属于高速信号,所以必须在信号末端的端接电阻处做测试才是准确的,这也就是使 用测试夹具的目的。

有线以太网与无线网络类似,有线网络在终端之间以数据帧的方式进行传输。目前,通信速率有100Base-TX(100Mbit/s快速以太网)、千兆以太网(1Gbit/s)、万兆以太网(10Gbit/s)和100G以太网(100Gbit/s)。对于大多数应用,千兆以太网可以在常规的网线上正常工作,如CAT5e和CAT6线缆。这些线缆符合1000BASE-T标准,即IEEE802.3ab。千兆以太网接口符合802.3ab-1999(CL40)标准,需要四对线或通道。因此每个通道的编码传输速率是125兆(MBd),带宽为62.5MHz(每个编码2位数据)。1000BASE-T(千兆以太网)的差分信号典型值是750mV,负载100Ω时的限值为820mV>Vsignal>670mV。工业以太网是什么意思 工业以太网和普通以太网区别;

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 以太网交换机原理

以太网交换机,作为我们广为使用的局域网硬件设备,它的普及程度其实是由于以太网的使用,作为以太网的主流设备,几乎所有的局域网中都会有这种设备的存在。看看以下的拓扑,会发现,在使用星型拓扑的情况下,以太网中必然会有交换机的存在,因为所有的主机都是使用电缆集中连接到交换机上从而能够互相连接的:

标准的线缆集中连接设备是“HUB(集线器)”,但是集线器存在着:共享带宽、端口间等问题,因为大家都知道,标准的以太网是一个“的网络”,也就是说在一个所谓“域”里面,多只有两个节点可以互相通讯。而且,虽然集线器有很多端口,但是其内部结构完全是以太网所谓的“总线结构”,也就是说其内部只有一条“线路”来进行通信。如果上图中的设备是集线器的话,举个例子来说,假如端口1 和 2 之间的节点正在通信,其它端口是需要等待的。直接造成的现象也就是,比如端口 1和 2 所连接节点之间传送数据需要 10 分钟,端口 3 和 4 所在的节点在此同时也开始通过此集线器传输数据,互相间,造成大家所需的时间都会变久,时间可能会达到 20 分钟才能传送完毕。也就是说集线器上互相通讯的端口越多,越严重,传送数据所需的时间越久。
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以太网抖动测试中对测试电缆的要求;湖南以太网测试修理

这样的网络很复杂,而且它的建立和维护也很昂贵。每个协议都需要各自的实施程序、安装人员和培训。相比之下,以太网提供了将适用于运动、安全等的不同网络融合到经济高效的基础架构上的可能性,该架构布线更容易,获得供应商的支持,并能适应未来要求。

以太网提供了不同网络融合的可能性。

EtherNet/IP协议体现了如何在实践中充分发挥融合的作用。通过使用TCP/IP和UDP/IP等标准以太网技术、辅以CIP Sync(用于实现分布式时钟IEEE 1588精确时间协议同步)等特性,集成的交换式系统可以同时适应商业和工业应用。 湖南以太网测试修理

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