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什么是網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)

云知道

我們?nèi)粘Ｉ畹脑S多方面，都離不開各種設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信 。數(shù)字化和工業(yè)4.0帶來的設(shè)備激增和數(shù)據(jù)量的急劇增加正在改變通信領(lǐng)域 。例如：過程自動化等領(lǐng)域需要使用集成網(wǎng)絡(luò)，以支持工廠范圍內(nèi)的連接需求 。我們必須從運(yùn)營技術(shù)(OT)機(jī)器中提取并處理數(shù)據(jù)，然后將處理過的數(shù)據(jù)提供給公司層面的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(IT)進(jìn)行進(jìn)一步處理 。由于之前的4 mA至20 mA或現(xiàn)場總線應(yīng)用在數(shù)據(jù)通信方面遇到了瓶頸，以太網(wǎng)開始成為通信標(biāo)準(zhǔn) 。首先是新的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)10BASE-T1L，一種2線以太網(wǎng)解決方案，線路長達(dá)1000米，傳輸速度為10 Mbps，同時支持PROFINET、Ethernet/IP、OPC UA、Modbus-TCP等傳輸協(xié)議 。利用這個標(biāo)準(zhǔn)，我們可以繼續(xù)使用現(xiàn)有的2線布線，從而避免浪費(fèi)我們的投資 。
本文介紹了10BASE-T1L的基礎(chǔ)知識，并展示了與選擇各種應(yīng)用適用連接器相關(guān)的產(chǎn)品 。通過數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)各種互連設(shè)備的電力傳輸在10BASE-T1L中也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用 。
數(shù)據(jù)通信不僅在工業(yè)領(lǐng)域，在過程自動化領(lǐng)域也發(fā)揮著越來越重要的作用 。之前的4 mA至20 mA或現(xiàn)場總線應(yīng)用由于數(shù)據(jù)量的激增也開始遇到瓶頸，因此以太網(wǎng)開始成為通信標(biāo)準(zhǔn) 。標(biāo)準(zhǔn)的4線以太網(wǎng)解決方案已發(fā)展為2線解決方案，我們稱之為10BASE-T1L，該解決方案由單對雙絞線或單對以太網(wǎng)(SPE)組成 。10BASE-T1L位于物理層之上，兼容現(xiàn)有的100 Mbps或1000 Mbps工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，因此可作為一種補(bǔ)充 。
10BASE-T1L開始標(biāo)準(zhǔn)化，尤其是在過程自動化領(lǐng)域，并且有可能在該領(lǐng)域帶來翻天覆地的變化 。目前，該領(lǐng)域的傳感器和執(zhí)行器通常都是通過4 mA至20 mA模擬接口或現(xiàn)場總線進(jìn)行連接 。與機(jī)械工程或工廠自動化不同，過程自動化的傳感器和執(zhí)行器通常與控制系統(tǒng)或遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)有一定距離 。常見的距離為200-1000米或更遠(yuǎn) 。
但是10BASE-T1L到底是什么，這種技術(shù)具有什么優(yōu)勢，它為什么會成為新標(biāo)準(zhǔn)？
10BASE-T1L意味著什么？
10BASE-T1L這個名字大致解釋了其含義 。這里使用了電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE)縮寫 。

什么是網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)


介質(zhì)類型中的"10"是指10 Mbps傳輸速率 。"BASE"是指基帶信號，即只有以太網(wǎng)信號才能通過介質(zhì)傳輸 。"T"代表"雙絞線" 。數(shù)字"1"代表1 km范圍 。在這種情況下，后面跟著的"L"代表"長距離"，意味著段長可能為1 km甚至更長 。
此外，還存在其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如10BASE-2（最大段長為185 m的較細(xì)同軸電纜）、10BASE-5（最大段長為500 m的較粗同軸電纜）、10BASE-F（光纜）或10BASE-36（具有多個基帶通道，且最大段長為3600 m的寬帶同軸電纜） 。
10BASE-T1L可分類至OSI模型的哪一層？
10BASE-T1L可使用現(xiàn)有的2線基礎(chǔ)設(shè)施，線路長度高達(dá)1000 m，傳輸速度為10 Mbps 。物理以太網(wǎng)技術(shù)僅在開放系統(tǒng)互連(OSI)模型的第1層（位傳輸層或物理層）定義 。10BASE-T1L在位傳輸層之上，支持常用以太網(wǎng)協(xié)議（如PROFINET、Modbus等）以及樓宇管理系統(tǒng)中常用的其他總線系統(tǒng)（如BACnet、KNX和LON） 。表1為模型層及協(xié)議和總線系統(tǒng)概覽 。
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表1. OSI模型及其協(xié)議和總線系統(tǒng)概覽
10BASE-T1L可利用第1層的特殊以太網(wǎng)PHY實(shí)現(xiàn) 。以太網(wǎng)幀通過介質(zhì)無關(guān)接口(MII)、簡化MII (RMII)或簡化千兆MII (RGMII)在MAC和PHY之間傳輸 。
MAC由以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3定義，在數(shù)據(jù)鏈路層（第2層）中實(shí)現(xiàn) 。PHY構(gòu)成物理接口，并負(fù)責(zé)傳輸介質(zhì)和數(shù)字系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的編碼和解碼 。
10BASE-T1L可與哪些設(shè)備和機(jī)器一起使用？
現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施可以在多大程度上與其一起使用？
10BASE-T1L設(shè)計(jì)用于在許多（如果不是大多數(shù)）過程自動化應(yīng)用中取代4 mA至20 mA標(biāo)準(zhǔn)化信號 。然而，這并不意味著通過4 mA至20 mA電流環(huán)路連接的舊款現(xiàn)場儀表必須更換為支持10BASE-T1L的現(xiàn)場儀表 。這些傳統(tǒng)設(shè)備可通過軟件可配置I/O (SWIO)模塊進(jìn)行連接，而遠(yuǎn)程I/O則用作通過10 Mbps以太網(wǎng)上行鏈路與PLC連接的采集點(diǎn) 。

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