与我们熟悉的办公和家庭以太网不同，工业以太网需要更多的专业知识和实践经验。 如果您正在安装或使用工业以太网，以下是有关布线、信号质量、接地环路、交换机和通信的五个必须了解的知识。

与所有网络一样，电缆的质量直接影响工业以太网的质量。 除了高电磁干扰 (EMI) 之外，工业环境通常还存在一定程度的温度、灰尘、湿度以及其他家庭和办公室环境中不常见的影响因素。

那么，如何选择电缆呢？ 在办公室中，商业级电缆，例如5类电缆，更适合10MB网络，而5e类电缆则适合100MB网络。 根据 ANSI/TIA-1005 标准，6 类或更好的电缆可用于工业环境中的主机或设备连接。6类电缆能够在100米范围内实现1GB网络，在55米范围内实现10GB网络。6e类电缆可以在100米范围内实现10GB网络。

与 5 类和 5e 类电缆相比，6 类电缆不易受到串扰和外部 EMI 噪声的影响。工业以太网电缆旨在抵抗更恶劣的工业环境中对电缆的物理攻击。 安装 6 类电缆时，请确保 RJ45 端口和插座也符合 6 类额定值。最好的使用方法是在短距离布线时使用带有工厂安装连接器的预制跳线。 长距离接线时请使用插座。

某些应用需要屏蔽，但如果屏蔽电缆安装不正确，可能会适得其反。

当屏蔽以太网电缆超出保护套时，它们在 EMI 环境中的性能会更好。良好的接地是使用屏蔽电缆的关键。 地面参考点是关键。 多个接地连接会形成接地环路，不同接地连接处的电位差会将噪声引入电缆中。

接地环路会对您的网络造成严重破坏，为了解决这一问题，请仅在电缆的一端使用接地 RJ45，在另一端使用绝缘 RJ45，以消除接地环路的可能性。

如果以太网电缆与电源线交叉布线，则交叉角度至关重要。 将并行以太网电缆和电源线分开至少 8 到 12 英寸，如果电压较高或并行距离较长，则分开更多。 如果以太网电缆在金属沟槽或导管中敷设，则必须将相邻的沟槽或导管连接在一起以确保电气连续性。

一般来说，以太网电缆应尽可能远离会产生 EMI 的设备，例如电机、电机控制设备、照明设备、带电导体等。在面板上，以太网电缆与连接器的距离至少为 2 英寸。 使电缆远离 EMI 干扰源时，请遵循建议的电缆弯曲半径。

简而言之，不要在工业以太网环境中使用集线器。 集线器只不过是一个多端口中继器。 如果排除集线器，则剩下的选项是托管和非托管交换机。 托管交换机更好，但当然它们比非托管交换机更昂贵。

网络上的每个设备都有一个唯一的标识符，这就是我们所说的MAC地址，这是交换机具有比集线器更好的识别能力的关键。 当交换机第一次上电时，其初始性能与集线器无异，广播所有通信内容，但随着网络上的设备在交换机的不同端口上传输信息，交换机开始监听通信内容并 identify 找出哪个MAC地址与哪个端口相关，然后在MAC地址表中进行标记。 一旦交换机发现设备的 MAC 地址连接到特定端口，它就会监视定向到该 MAC 地址的消息，并仅将这些消息发送到该特定地址。

工业以太网具有三种通信类型。 点对点的单播通信、一对多的组播通信和一对所有节点的广播通信。

交换机的MAC地址表建立后，管理型交换机和非管理型交换机进行单播通信和广播通信就没有区别了。 一般来说，在100MB的带宽下，控制广播频率为每秒100次广播。 与任何网络一样，都会有或多或少的广播通信。 一个例子是定期在网络上广播公告的打印服务器。

产者/用户模型的面向连接的技术。 在这种情况下，连接只是网络上两个或多个节点之间的关系。

为了能够接收组内的信息，设备必须加入多播通信组，并且该组中的所有成员都可以接收数据。 如果您只是向群组发送数据，则无需成为群组成员。 在制造商/用户模型中，组播通信的主要问题是通信信息随着组成员数量的增加呈指数级增长。 此时，就需要使用管理型交换机了。

托管交换机可以打开互联网组管理协议 (IGMP) 侦听。 它的工作原理是这样的，当 IGMP 监听打开时，它会发出广播流量来确定任何多播组的成员资格。 使用此信息以及已建立的 MAC 地址表，托管交换机可以仅向多播组的成员发送多播流量。 非托管交换机以与广播数据相同的方式处理多播数据，将数据发送到每个节点。

如果网络使用供应商/消费者技术或使用多播通信，那么托管交换机是最物有所值的。  #p#页面标题#e#

考虑使用托管交换机还有许多其他原因，此类交换机通常提供故障记录、每端口速度控制、冗余和端口镜像。 这些附加功能可以更精确地控制网络行为，并且在故障排除时非常有用。 我们知道，对于网络上的某些节点来说，故障是不可避免的。

当出现网络性能问题时，交换机是首先要检查的地方，尽管对于大多数网络性能问题来说，交换机很少是问题的核心。 交换机是系统中最容易出现问题的节点，其运行率通常是其他网络组件运行率的10至50倍。

虽然总有一款好软件可以帮助您解决网络问题，但大多数软件只能看到广播和多播流量。 这实际上是有道理的，因为许多性能问题往往是由不受限制的多播流量或过多的广播流量引起的。 如果您出于某种原因需要检查单播流量，那么端口镜像是唯一的方法。

如果网络上没有多播流量，则使用非托管交换机没有任何问题。 在设备很少的小型简单网络中，许多人使用非托管交换机。 有时这两种类型的交换机也可以组合使用，一些远程设备可以承载在非管理型交换机上，统一反馈到管理型交换机上。 对于节点数量较多的网络，如果成本不是关键因素，那么选择网管型交换机，事后看来确实是一个明智的选择。