2020西门子工业网络通信技术详解

西门子工业网络通信技术详解 3.2.2工业以太网的技术特 3.3西门子工业以太 1概览 113.3.2PROFINET简 1113.3.3PROFINET 112工业自动化技术的发展历程………3.3.4PROFINET 113工业自动化技术的发展趋势………3.3.5PROFINETOPC应 1143.3.6PROFINET诊 12337PROFINET121应 1.2.4章西门子工业以太网交换机1.2.41SCALANCEX概述……1.2.4112章西门子工业现场总线412SCALANCEX2142SCALANCEX网络管理………………22MPI4.2.PST221MPI4.2.PTFTP222MPI4.2.BOOTP223MPI4.2. 234.2.SMTP24PPI4.2.Syslog25AS-i4.2.TSSH26PROFIBUS4.2.PHTTPS261PROFIBUS4.2.SNMP262PROFIBUS4.2.ACL263PROFIBUS4.2.SNTP2.6.PROFIBUS的应用…43SCALANCEX网络冗余………………2.6.PROFIBUS-DP4313章工业以太网432环网间冗余………314.4SCALANCEXVLAN3.1.以太网的定义………441VLAN3.1.以太网的分类和发展………………4423.1.OSI4433.1.PIP模型………4.5SCALANCEXPRSTP3.1.以太网概念简介……451生成树协议………3245232146SCALANCEX4.6.1IGMPSnooping

4.6.2GMRP5.4.SCALANCEW78847SCALANCEXAd-hoc471SCALANCEX5.4.SCALANCEW788472本地路由…………基础架构方式……473静态路由…………5.4.SCALANCEW788474RIPWDS475OSPF5.4.SCALANCEW788476OSPFWLAN477VRRP55SCALANCEW5章西门子工业无线通信5.5.1iQoS515.5.2iPCF52SCALANCEW553强制漫游…………521SCALANCEW5.5.4iHOP522SCALANCEW-780W-功能概述…………523SCALANCEW-780………524SCALANCEW-740………5.5.5iPCF-MC5.5.6Dual- 56SCALANCEW561VLAN5.2.5NPBLinkPNIO5.6.2NAT526RCoax563生成树组态………527天线、终端电阻和避雷器件……57SCALANCEW53SCALANCEW5.7.1Load＆Save531Ad-hoc5.7.2Syslog5325.7.3E-mail533WLANLAN5.7.4SNMP534多频道配置………5.7.5SNTP53558SCALANCEW536WLAN58154SCALANCEW5.8.SSID541软硬件需求………SSID542安装PST325.8.更改管理员或用户默认密码……543使用PSTSCALANCE5.8.ACLIP5.8.使用验证和加密功能……………第1章 11工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下，按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。自动化技术就是探索和研究实现自动化过程的方法和技术。它是涉及机械、微电子、计算机等技术领域的一门综合性技术。工业革命是自动化技术的助产士。正是由于工业革命的需要，自动化技术才冲破了卵壳，得到了蓬勃发展。同时自动化技术也促进了工业的进步，如今自动化技术已被广泛应用于机械制造、电力、建筑、交通运输、信息技术等领域，成为提高劳动生产率的主要手段。1-所示即为某工业生产线12第一阶段（2040～60需求动力市场竞争资源利用减轻劳动强度，提高产品质量，适应批量生产需要。主要特点：此阶段主要为单机自动化阶段，主要特点是：各种单机自动化加工设备出现，并不断扩大应用典型成果和产品硬件数控系统的数控机床（见1-2）。第二阶段（2060～70需求动力：市场竞争加剧，要求产品更新快，产品质量高，并适应大中批量生产需要和减轻劳动强度。

1-1某工业生产线1-2主要特点：此阶段主要以自动生产线为标志，在单机自动化的基础上，各种组合机床、组合生产线出现，同时软件数控系统出现并用于机床，CAD（Computer-AidedDesign，计算机辅助设计）、CAM（Computer-AidedManagement，计算机辅助管理）等软件开始用于实际工程的设计和制造中，此阶段硬件加工设备适合于大中批量的生产和加工。典型成果和产品：、、第三阶段（2070年代中期至今需求动力：市场环境的变化，使多品种、中小批量生产中普遍性问题愈发严重，1动化技术向其广度和深度发展，使其各相关技术高度综合，发挥整体最佳效能主要特点2070年代初期美国学者首次提出CIM（ComputerIntergratedManu-facturing，计算机集成制造）概念至今，自动化领域已发生了巨大变化，其主要特点是：CIM、一种方法，工业自动化逐步为人们所接受；CIM相应技术，把分散独立的单元自动化技术集成为一个优化的整体。所谓哲理，就是企业应根据需求来分析并克服现存的瓶颈”，从而实现不断提高实力、竞争力的思想策略；而作为实现集成的相应技术，一般认为是：数据获取、分配、共享；网络和通信；车间层设备控制器；计算机硬、软件的规范、标准等。同时，并行工程作为一种经营哲理和工作2080年代末期开始应用和活跃于自动化技术领域，并将进一步促进单元自动化技术的集成。典型成果和产品CIMS柔性制造系统（Flexi-bleManufactureSystem，FMS）。某程控自动化系统如图1-所示13

1-3某程控自动化系统PC（PersonalComputer，个人计算机）为基础的低成本工业控制自动化已成工业控制自动化的三个层次：基础自动化、过程自动化和管理自动化，其核心是基础自在传统的自动化系统中基础自动化部分基本被PLC（ProgrammableLogicController，可编程序控制器）DCS（DistributedControlSystem）所垄断，过程自动2090，以工业PC、IO、监控装置、控制网络组成的PC-的自动化系统得到了迅速普及，成为实现低成本工业自动化的重要途径。PC开放的结构，用户可以选择来自不同厂商的不同产品，便于系统集成PC工控机的软硬件丰富，用户可以得到更高性价比的产品提供有力、柔性的联网能力能运行复杂任务，并且可基于多种平台运行PLCPLC：向体积更小、速度更快、功能更强和价格更低的微小型方面发展；向大型网络化、高可靠性、好的兼容性和多功能性方面发展。具体有以下几个方面：大型网络化。DCS，DCS多功能。随着自调整、步进电机控制、位置控制、伺服控制、仿真、通信处理和故障诊断等模块的出现，PLC。高可靠性。自诊断技术、冗余技术、容错技术广泛应用到现有产品中，并采用热备用和并行工作、多数表决的工作方式。即使在恶劣、不稳定的工作环境下，坚固、全封闭的集散控制系统，也称为分布式控制系统或分散式控制系统（DCS），它采用了标准化、模块化和系列化的设计，由过程控制级、控制管理级和生产管理级组成，以通信网络为纽带对数据进行集中显示，而操作管理和控制相对分散，是一种配置灵活、组态方便、具有DCS：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。DCS、开放性发展。总的发展趋势是各制造厂商都在开放性”上下功夫，DCS大力发展和完善DCS的通信功能，并将生产过程控制系统与工厂管理系统连接在一起，形成测控管理一体的系统产品；高度重视系统的可靠性，在软件的设计中采用容错技术在控制功能中，不断引进各种先进控制理论，以提高系统的控制性能，如自整定、自适应、最优、模糊控制等；在系统规模的结构上，形成由小到大的产品，以适应不同规模的需求发展以先进网络通信技术为基础的DCS控制结构，向低成本综合化自动化系统的方为什么需要智能控制：工业自动化中工业控制系统的设计和分析是建立在精确的系统数学模型基础上的，而实际应用的控制系统由于各种因素的影响，无法获得精确的数学模型；同时，为了提高控制性能，整个控制系统会变得极其复杂，增加了设备的投资，智能控制定义：模拟人类学习和自适应的能力，能学习、存储和运用知识，能在逻辑推理和知识推理的基础上进行信息处理，能对复杂系统进行有效的全局性控制，能自主地驱动智能控制系统的研究范围：模糊逻辑控制、专家控制、神经网络控制、分级递阶智能控制系统、学习控制系统等。14烟草行业是目前中国最繁荣以及增长速度最快的行业之一。在国家烟草专卖局的监管之下，在世界卷烟消耗量逐步下降的同时，中国的烟草销量却仍然在持续增长。据估计，中国3500万吸烟者，每年消耗17万亿支香烟。繁荣的中国烟草工业是世界上最大的烟草和烟草制品供应商，1／3。然而，由于世界烟草行业的不断发展和逐渐趋于成熟，中国烟草行业也面临着诸多挑战。随着国内市场对国际品牌的香烟需求在逐渐增加以及国内产品要出口到国际市场，中国的烟草制造商必须大力提高其香烟产品的质量、生产效率和产量。同时，国家烟草专卖局已经启动了一个全国范围内烟草行业合理化的计划，旨在削减100。只有效率最高的企业才能够存活下来。因此，烟草行业也迫切需要通过先进的信息技术对传统的运营模式、业务流程进行改造和整合，提高企业的整体实力和竞争烟草行业是一个特殊的行业以销定产、动态调节、信息共享、先议生动”的动作模式统一领导垂直管理、专卖专营”的管理制度。烟草产品的市场具有弹性大、品牌选择自由度大、注重口味等特点，需要烟草企业加强质量管理，对市场信息及时把握。生产过程中烟叶检斤、制丝、卷烟，包装等工序衔接紧密，自动化程度的高低对产21。信息化已成为衡量一个国家、一个行业现代化程度的重要标志之一。烟草信息化是指广泛应用电子信息技术，使烟草企业的生产管理实现自动化2080，烟草企业信息化走过了起步阶段、应用发展阶段，如今正进入整合集成、用户服务提高阶段。烟草信息化建设主要包括两个部分，一是生产过程自动化，即用自动化生产、测量、显示、控制等工具控制信息，达到生产自动化；另一部分是利用办公自动化系统、决策支持系先进自动化技术极大地推动了我国烟草工业的技术改造。随着烟草工业自动化程度的不断提高，烟草信息化引入了集成制造系统，该系统集制丝生产、卷烟生产、物流自动化、生产保障分系统，企业管控一体化的全过程自动化系统。通过采用先进的计算机技术、控制技术、自动化技术、信息技术，集成工厂自动化设备，对卷烟生产全过程实施控制、调度、监控。与流程工业一样，工控机、变频器、人机界面、C、ES（nuungEunSm，制造执行系统）、智能机器人、机器视觉，D（doquydnn，射频识别）等许多自动化产品在烟草工业中有着广泛的应用。中国烟草行业历来重视生产过程的自动化控制。目前，烟草企业整个生产过程自动化程度很高，自动化技术应用十分广泛，在长期的信息化应用过程中，实现了基础自动化和过程自动化。，两化融合”是制造业提高生产经营水平的必然选择。进入新世纪以来，随着科学技术的发展，新技术、新概念层出不穷，一些新兴的自动化技术应用正逐步优化着我国烟草工业的结构和生态环境。以网络为基础的分布式自动控制系统的应用日益广泛，这种系统通过专用网络把生产现场和控制中心连接起来，并在它们之间双向传送信息以协调运作。一个控制中心可以远程实时地监控分布在附近的多个生产现场，形成一个分布式自动控制体系。该系统改善了工作条件，实现生产现场无人值守，降低人力成本，减少了生产误差，提高了产品质量。（ManufacturingExecutionSystemMES），正是打通这一断层不可或缺的手段，MES正在成为企业实现生产活动与经营活动的有效集成、进行优化运行、优化控制与优化管理的桥梁和纽带，通过连续信息流可以实现企业信息全集成。使用MES后，可以直接提升制造执行力、生产以及物流环节透明、透明、更透明，能够及时、准时、实时地把握生产现场的信息收集、传递、处理和反馈，做到随需应变。自动化立体仓库的功能不仅仅是保管好物品和保养好物品，更有及时、快速流通、配送的功能，其各方面的优越性显而易见。在自动化立体仓库中，卷烟在仓库内的周转率很高卷烟的品种、库存总量大大增多，立体库货架长度大、排列数多、巷道窄、密度高，极大地提高了仓库的储存面积和储存能力，提高了空间利用率，体现了储存的优越性。自动化物流系统是一个新兴的现代化高科技产业，是集光、机、电于一体的系统工程。如今，物流管理系统也从简单的方式迅速向自动化管理方式演变，使得自动化物流系统达到更高的水平。现代物流管理系统涉及数据库技术、计算机网络技术、计算机通信技术、自动控制技术等。系统实施后，抛弃了原来的手工作业方式，全面实现信息自动化和数字化，各项业务流程更加顺畅，数据传递更加快速、准确。机器视觉系统的特点是提高生产的产品质量和生产线自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。烟草工业使用智能视觉传感器替代人眼来完成检测任务、逻辑运算工作、捕捉图像、评估其颜色、表面和尺寸等，实现设备对烟盒的自动检测和剔除，减少产品周转费用、缩短机器停工期、提升产品质量。EPLAN烟草机械主要分类：打叶复烤，仓储／，制丝，滤棒成形机，卷接机，烟草包装机。Eplan软件，因此目前存在不同的版本，EplanElectric21EplanElectricP8。EPLANPLC功能模块和庞大的厂商数据库支持，极大地提高了PLC原理图设计效率，为用户提供了强大的元器件数据库平台。RFIDRFID，例如片烟物流系统、烟丝物流系统、成品物流系统等方面。RFID，减少繁琐的检验、清点等人工作业，提高信息的准确性，避免人工作业过程中的物品损坏，提高成品库的处理能力和作业效率，提升物流系统的整体性能。目前，已经有越来越多的烟草企业采用RFID作为信息当然，在烟草工业中应用到的自动化技术还有人机交互技术、机器人技术等等。随着我两化融合”，走新型工业化道路，烟草企业也在加速更新换代和技术改造，给自动化企业带来了巨大的市场潜力。目前，诸如西门子公司、罗克韦尔公司、倍加福公司等领先的自动化企业的产品在烟草行业得大了大量的应用。在未来，这些特殊行业自动化系统2121世纪影响甚至改变公司经营决策的一项最重要技术。随着信息技术的发展，自动化领域也经历了一场由组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散（DCS）、现场总线控制系统（FieldbusControlSystem，FCS）到现在工业以太网控制的深层次变革。现在，工业自动化领域的现状是PLC，DCS仍然在许多行业有着广泛的应用FCS并以每年30％的增长率快速发展；而工业以太网控制系统则日趋完善，并有望解决控制系统对网络实时性和确定性的要求，实现工业网络控制标准的最终统一22网络技术的产生对工业控制来说有以下优点：安装布线方便，模块化，易于诊断，自我建构，企业化管理。虽然工业控制网络有这些优点，但实际上工业控制网络的进展却远不及商业网络，主要原因有二，其一，工业网络标准太多：各厂商从自身利益考虑会极力推行自己的网络标准。不同的网络协议针对特定的应用领域，因而具有各自的特点，各有其存在的环境和价值。而且新的协议还在不断地产生，这样用户往往无所适从，担心一旦选用了一种协议后，会被某些厂商钳制。其二，网络化所必须增加的成本对用户来讲往往是一项沉重的负担。所以直到现在，具有网络接口的元件还很少，运动控制器也是如此。工业网络是指安装在工业生产环境中的一种全数字化、双向、多站的通信系统。具体有专用、该网络规范是由各公司自行研制，往往是针对某一特定应用领域而设，效率也是最高。但在相互连接时就显得各项指标参差不齐，推广与维护都难以协调。专用型工业网络有三个走向封闭系统，以保证市场占有率走向开放型，使它成为标准设计专用的网关（Gateway）与开放型网络连接除了一些较简单的标准是无条件开放外，大部分是有条件开放的，或仅对成员开放。生产商必须成为该组织的成员，产品需经过该组织的测试、认证，方可在该工业网络系统中IEC61158、IEC62026、ISO11519EN50170，它们都会遵循OOSI7层参考模型。工业网络大都只使用物理层、数据链路层和应用层。一般工业网络的制定是根据现有的通信界面，或是自己设计通信IC，然后再据应用领域设定数据传输格式例如，DeviceNetCANbus，再增加适用于I／O点应用的应用层规范。目前IEC61158认可的八种工业现场总线标准分别是FieldbusType1PROFIBUS、ControlNetP-NETFoundationFieldbusSwiftNetWorldFIPInterbus。23现有的工业控制网络可以根据其应用场合的不同分为以下几种SensorBus：低阶网络，通常用来连接低阶的传感器、执行器等现场设备，传输数据AS-i、Interbus-S。DeviceBus：它界定的范围最广，只要是能对网络化设备提供通信或诊断功能的都属于这种类型。CANOpen、DeviceNet、LonWorks、PROFIBUS-DP。FieldBusDevicebus，用来传输大批量的数据，但传输速度较慢。有的也提供一些设备终端控制的功能，WorldFIP、FoundationFieldbus、PROFIBUS-PA。ControlBus：提供高阶控制设备（例如PLC，CNC）间的对等网络通信（Peer-to-Peer）ControlNet。EnterpriseNet：企业的骨干网络，EthernetTCP／IP这五类网络的连接方式是，先将同一类型的网络串接起来，然后再把不同类型的网络通Gateway。24工业控制经历了早期单一设备简单的I／O，后来增加模拟量的采集和逻辑控制功能，接着，2080年代中期产生的现场总线，将智能现场设备和自动化系统以全数字式、双向传输、多分支结构的通信控制网络连接，使工业控制系统向分散化、网络化和智能化发展成为可能，使工业控制系统的体系结构和功能结构产生重大变革。这一发展历程也可以用1-4说明。1-4工业控制系统的发展历程由此可见标准化、开放性是控制系统通信网络的发展趋势，1-51-5控制系统通信网络的发展趋势IEC6115810多年的争论和斗争后，放弃了其制定单一现场总线标准的初衷，10余种总线的国际标准，PROFIBUS、ControllerLink、FF、WorldFIP、Interbus、DeviceNet。这说明各大总线各具特点、不可互相替代的局面得到世与之相对应，传统意义上的以太网优点在于已有巨大的网络基础和长期的经验知识，同时以太网具有性价比较高、初始成本和运营成本均较低、扩展性好、容易安装开通以及高可特别是近些年（LAN交换星形、环形乃至混合网络布线MAC地址存储等）与传统的以太网相比其面貌已大为改观从共享媒质转向了枢纽或星形结构并采用LAN交换后，实现了计算机间的信息隔离。更重要的是使以太网从此转向全双工传输，消除了链路带宽的竞争和潜在的碰撞机会。加上以太网通信速率的大幅度提高，大大消除了以太网通信的不确定性，提高了以太网通信的实时性和QoS（QualityofService，服务质量）。特别是实时工业以太网的出现，进一步保证了网络的传输性能。由于采用专用的无碰撞全双工光纤连接，还可以使以太网的传输距离大为扩展。同时工业自动化系统向分布式、智能化的实时控制方面发展，使通信成为关键，用户对统一长期以来，由于现场总线争论不休，互通与互操作问题很难解决，于是现场总线开始转向以太网。这得益于近些年，随着工业以太网的快速发展和关键技术的突破，使得工业自动化领域控制级以上的通信网络正在统一到工业以太网，并正在向下逐渐延伸。在工业控制领域，出现了现场总线在转向工业以太网的同时，又将现场总线之争让路给工业以太网的通过现场层和过程控制层的工业以太网，可以与管理层和企业信息层的办公以以太网无缝连接，从而大大简化了整个网络的构建，真正实现了企业的信息共享！当然，出于对网络及信息安全的考虑VLAN（VirtualLocalAreaNetwork，虚拟局域网）划分，地址绑定，用户访问安全控制，数据加密，甚至增加防火墙等方法来保障。现场总线与工业以太网络技术是现代自动控制技术和信息网络技术相结合的产物，是下一代自动化设备的标志性技术，是改造传统工业的有力工具，2章西门子工业现场总线纵观自动化控制系统的发展历史，我们发现自动化控制系统的发展和工业通信技术的不断成熟是相辅相成的。自动化控制系统的发展给工业通信提出了新的要求；反过来，工业通信技术的进步也极大地提升了自动化控制系统的性能，为用户带来了巨大的收益。简单地说，自动化控制系统的历史大致可分为三个阶段2050年代前后，现场的仪表和自动化设备提供的都是模拟信号，这些模拟信号统一送往集中控制室的控制盘上，操作员可以在控制室中集中观测生产流程各处的情况。但是，模拟信号的传递需要一对一的物理连接，信号变化缓慢，计算速度和精度都难以保证，信号传输的抗干扰能力也很差，传输距离比较短。为了解决模拟信号的这些缺点，一部分模拟信号被数字信号所替代，这些信号都接入到主控室的中心计算机上，由其进行统一监视和处理。通过使用数字技术，克服了模拟技术的缺陷，延长了通信距离，提高了信号精度。不过，由于当时计算机技术的限制，中心计算机并不可靠，一旦中心计算机出现故障，将会导致整个系统的崩溃。分散式控制系统（随着计算机技术的发展，计算机的可靠性不断提高，价格也大幅度下降，PLC及多个计算机递阶构成的集中与分散相结合的集散式控制系统。DCS弥补了传统集中式控制系统的缺陷实现了集中控制分散处理这种系统在功能性能上较有了很大进步，实现DCSPLC之间的网络通信，减少了控制室和现场之间的电缆数目。但是在现场的传感器、执行器与DCS控制站之间仍然是一个信号一根电缆的传输方式，电缆数量很多，信号传输过程中的干扰问题仍然很突出。而且在DCS形成的过程中，各厂商的产品自成系统，难以形成不同系统间的互操作。随着智能芯片技术的发展成熟，设备的智能程度越来越高，成本在不断下降。因此，在智能设备之间使用基于开放标准的现场总线技术构建的自动化系统逐渐成熟。通过标准的现场总线通信接口，现场的I／O信号、传感器及变送器的设备可以直接连接到现场总线上，现场总线控制系统通过一根总线电缆传递所有数据信号，替代了原来的成百上千根电缆，大大降低了布线成本，提高了通信的可靠性。现场总线技术的出现，彻底改变了自动化控制系统的面貌，正是在这个阶段，工业通信网络的概念逐渐深入人心，覆盖全厂范围的工业通信网络逐渐成形。由于功能强大的工业通信网络的出现，使得对全厂信息的统一采集和管理成为可能，自动化控制系统开始向更高的层级迈进，控制信息和企业经营管理信息的对接成为流行的趋势，这就对自动化控制系统提出了更高的要求（TotallyIntegratedAutomationTIA）就是这个流行趋势的2代表。作为全球领先的自动化系统提供商，西门子公司在1996年提出了全集成自动化的概念，在工厂自动化的浪潮中再次成为市场的领先者。随着市场竞争的逐渐激烈，企业在市场上面临越来越大的竞争压力。对市场的需求，企业要能够及时反应，同时还要控制成本，保证质量。因此，用户需要的是一个完整的从现场级到工厂管理级的自动化控制解决方案，帮助工厂降低单位能耗，提高产品质量，实现更好的供应链管理，从而提高自身在市场上的竞争力。而传统的自动化系统大多是以单元生产设备为核心进行检测和控制，生产设备之间易形成自动化孤岛效应”。这种自动化孤岛效应”式的单机自动化缺乏信息的共享和生产过程的统一管理，已无法满足现代工业生产的要求。为了提高企业的市场竞争力实现其最佳经济效益的目标必须将自动化控制制造业执西门子全集成自动化顺应了自动化变革的趋势，将公司的供应链、企业生产现场和管理层无缝地整合在一起，实现了企业信息系统的横向和纵向集成，对提高投资回报率和降低运营成本起决定性作用。不仅是过程自动化还是生产自动化，全集成自动化提供了一个通用的平台，可覆盖所有的自动化方面。事实上，迄今为止，西门子公司提供的基于集成平台的控工业通信网络结构，一般而言，企业的通信网络可划分为三级：企业级、操作控制级和企业级通信网络用于企业的上层管理，为企业提供生产、经营、管理等数据，通过信息化的方式优化企业的资源，提高企业的管理水平。介于企业级和现场级之间。它的主要任务是解决车间内各个需要协调工作的不同工艺段之间的通信，从通信需求角度看，要求通信网络能够高速传递大量信息数据和少量控制数据，同时具有较强的实时性。对车间级通信网络，使用较多的解决方案是工业以太网。现场级通信网络处于工业网络系统的最底层直接连接现场的各种设备，I／O设备、传感器、变送器、变频与驱动等装置，由于连接的设备千变万化，因此所使用的通信方式也比较复杂。而且，由于现场级通信网络直接连接现场的设备，网络上主要传递的是控制信号，因此对网络的确定性和实时性有很高的要求。对现场级通信网络，PROFIBUS是主要的解决方案。同时，SIMATICNET也支持诸如AS-Interface、EIB考虑到车间级网络和现场级网络的不同通信要求，我们在不同的层次提供不同的解决方案现场控制信号，I／O、传感器、变频器，直接连接到PROFIBUS-DP，也可以连接到AS-InterfaceEIBPROFIBUS-DP控制器和控制室间，及PROFIBUSIEC61158，是目前国际上通用的现场总线标准之一，并以其独特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持和不断发展的应用行规，成为现场级通信网络的最优解决方案，其网络节点数已突破1000万个，在现场总线领域里遥PROFIBUS协议包括三个部分PROFIBUS-DP：主站和从站采用轮询的通信方式，支持高速的循环数据通信，主要用于PROFIBUS-PA电源和通信数据通过总线并行传输，主要用于面向过程自动化系统中本PROFIBUS-FMS：定义了主站和从站之间的通信模型，使用SIMATICNET，可很容易地实现工业控制系统中数据的横向与纵向集成，很好地满足工业领域的通信要求。而且，借助于集成的网络管理功能，用户可以在上层网络中很方便在SIMATICNET，除了上面提过的工业以太网和外，在通信、组态、编程中也还需要使用其他一些通信技术，下面逐一地进行简单介绍MPI（Multi-PointInterface，多点接口）协议：MPI、小点数的现场级通信。MPIS7／M7C7系统提供的多点接口，它设计用于编程设备的接口，也可以CPU之间传递少量数据。（point-to-point）连接：严格地来说，点对点连接并不是网络技术。在SI-MATIC中，点对点连接通过串口连接模块来实现。AS-Interface称为传感器／执行器接口：是用于自动化系统最底层的通信网络。它被MPI21MPIMPI通信是当通信速率要求不高、通信数据量不大时，可以采用的一种简单经济的通信方式MPIPLCS7-200／300／400、操作面板TP／OP及上位机MPI／PROFIBUS通信卡CP5512／CP5611／CP5613等进行数据交换。MPI网络的通信速率为192kbit／s～12Mbits，1875kbits，PROFIBUSMPI12Mbit／s。MPI32，最大通信距离为50m，但是可以222MPIPLCS7-200／300／400CPURS485接口不仅是编程接口，同时也是一个MPI的通信接口，在没有额外硬件投资的状况下，可以实现GOP、全局数据通信以及少量数S7。S7PLC、TP／OP、GPC、智能型ET200SRS485中继器等网络元器件。MPI50m，也可以使用RS485中继器进行扩展，扩展的方式有两种：两个站点之间没有其他站，MPI50m，两个中继器之间的距离最1000m10个中继器，9100m。MPI，那么每个中继器只能扩展50m。MPIRS485口需要使用PROFIBUS总线连接器（并带有终端电阻）和PROFIBUS，如果使用其他电缆和接头，则不能保证通信的质量和距离。在MPI32，但当使用中继器来扩展网络时中继器也占节点数。23MPIMPI：PLCPCMPIPLC在硬件组态时，可通过单击Properties”按钮来设置CPU的MPI属性，设置地址及通PC侧参数的设置PCMPI→SetGPCInterface”中选择所用的编程卡访问点选择S7ONLINE”，例如用PCAdapter作为编程卡，设置完成后，将STEP7CPU中。PCMPI，如PCAdapter（PC）PCRS232（USB）口，另一端CPUMPI，它没有网络诊断功能，15Mbits，价格较低。CP5511／PCMCIATYPEII卡，用于笔记本电脑编程和通信，它具有网络诊断功能，通12Mbit／s，价格相对较高。CP5512／PCMCIATYPEIICardBus（32）卡，用于笔记本电脑编程和通信，它具有网络诊断功能，12Mbit／s，价格相对较高。CP5611PIC，用于台式电脑编程和通信，它具有网络诊断功能，12Mbits，价格适中CP5613PIC（CP5612），用于台式电脑编程和通信，它具有网络诊断功能，12Mbit／s，并带有处理器，可保持大数据量通信的稳定性，一般用于PROFIBUS，MPI，价格相对较高。了解上述功能后，可以很容易地选择适合自己应用的通信卡，CP通信卡的代码中，5PCMCIA6PCI，3。S7-300400与HMI（HumanMachineInterface，人机界面）产品之间的MPI通信不需要STEP7，也不需要编写任何程序，只需在HMIS7-200S7-300MPIS7-200S7-300MPI，S7-200PLC的程序，V，而S7-300中需要在OB1（或是定时中断组织块OB35）当中调用系统功能XGET（SFC67）和X（SFC68）S7-300S7-200，SFC67SFC68，VARADDRS7-200由于S7-200的数据区为V这里需填写P＃DB1.××BYTEn，S7-200VVBVB（n）的数据区。首先根据S7-300，STEP7S7-300，S7-200S7-300出厂默认的MPI2，PLC的站地址，例子程序当中将S7-300MPI2，S7-2003，另外要分别将S7-300和S7-200定一致，可设为96kbits，192kbits，1875kbits三种波特率，例子程序当中选用了192kbitsS7-200PLCMPI2-12-1S7-200MPIS7-300PLCMPI2-22-2S7-300MPIOB1：SFC67SFC682-32-3SFC67SFC68分别在STEP7MicroWin32和STEP7当中监视S7-200和S7-300PLC，数据监2-42-5。2-4S7-2002-5S7-300通过CP5611，STEP7MicroWin32，SetGPCInterface可以读取S7-200和S7-300址，0PGPLCPC。WinCCMPI并单击鼠标右键选择NewDriverConnection”来建立一个连接，CPU，每连接一个CPU就要建立一个连接，所能连接的CPU的数量与上位机所用网卡有关，例如CP56118个，网卡的连接数可以在相关产品手册中查找。这里需要修改每个连接的属性，如选择CPU的站地址和槽号等。S7-300CPU2，连接S7-400CPU，槽号应参照STEP7硬件组态中的槽号。第三方设备大部分支持，西门子S7PLC可以通过选择自由口通信模式或选择相关串口通信模块控制串口通信。最简单的情况是只用发送指令（XMT）向打印机或者变频器等第三方设备发送信息。不管任何情况，S7PLC。当选择了自由口模式用户可以通过发送指令（XMT）、接收指令（RCV）、发送中断、PPIPPIS7-200CPU最基本的通信方式，通过原来自身的端口（PORT0PORT1就可以实现通信，S7-200CPU默认的通信方式PPI主-从站在一个令牌环网中CPU内用户网络读写指令即可也就是说网络读写指令是运行在PPI因此PPI。AS-i（Actuator-Sensor-interface）是一种用在控制器（）和传感器／（从站）之间双向交换信息的总线网络，它属于现场总线（Fieldbus）下面底层的监控网络系统。一个AS-i总线系统通过它主站中的网关可以和多种现场总线（如FF、PROFIBUSCANbus）AS-i主站可以作为上层现场总线的一个节点服务器，在它的下AS-i从站。AS-i总线主要运用于具有开关量特征的传感器和执行器系统，种开关阀门，电／、光报警器，也可以是继电器、接触器、按钮等低压开关电器。当然，AS-i总线也可以连接模拟量设备，只是模拟信号的传输要占据多个传输周期。必须注意的是在连接主站和从站的两芯电缆上除传输信号外，同时还提供工作电源。AS-i总线技术特点：AS-i总线系统完整AS-iI／O并行和树型结构的优缺点以及开关量技术特点后发展起来的，它省去了各种I／O卡、分配器的控制柜，节约了大量的连接电缆。因采用了两芯扁平电缆和特殊的穿刺安装技术，能很方便地将传感器／AS-i网络上。应用十分简便AS-i总线是一个主从系统，主站和所有的从站可双向交换信息，当主站与上层现场总线进行通信时，主站担当了AS-i和上层网络信息交换的出入口，因AS-i主要传输的是开关量，所以它的数据结构比较简单，用户仅需关心数据格式、传输率和参数传输速率快捷AS-i总线系统中，主站和从站之间采用了串行双向数字通信方式。因为报文较短，31个从站的系统中，ASI5ms，5ms31个从站轮流访问一遍。功能可靠AS-i总线不同的应用情况下，功能可靠包含下列内容，首先是通信数据的可靠性方面AS-i总线在许多方面采取了抗干扰措施。在接收数据时，必须进行错误检验，此方法十分有效，出错误后信息可以重发。另外，如系统部件出现故障时主站会很快检测到故障信息，并自动与发生故障的从站切断通信联系，通知操作人员故障地址，以便及时地进行维修。主站还具备网络运行监视功能，用户在任何时刻都能得到系统中所有从站当节省资金AS-iI／O并行方式的树形结构相比，可节省大量的连接导线和安装费用。若用户因生产流程变化需要扩展系统、改变控制动作，或在运行中出现故障AS-i总线系统具有的快速安装、故障诊断、自动测试、预防性维护、程序参数变化等功能，可以大大地缩短系统重新配置和排除故障的时间，提高了效率，节省了资金。系统开放AS-i总线系统在研制开发的初期就确定它必须是一个开放系统，AS-i不同的部件在规范和行规中均有详细的定义和技术要求，任何AS-i部件都必须遵守这些规范，其中包括两芯电缆机电一体化接口EMSI／O标准接口等所有厂商的产品均通过AS-i协会指定机构的标准测试和程序认证，以保证AS-i产品的兼容性和互操作性。PROFIBUS通信61PROFIBUS随着制造业自动化和过程自动化中分散化结构的迅速增长，现场总线的应用日益广泛，现场总线实现了数字和模拟输入／、智能信号装置和过程调节装置与可编程序控制器（PLC）PC，I／O，从而使整个系统的工程费用、装置费用、硬件成本、设备调试和维修成本减少到最少。标准化的现场总开放”的通信接口、透明”的通信协议，允许用户选用不同制造商生产的分散I／O。现场总线PROFIBUS满足了生产过程现场级数据可存取性的重要要求，一方面它覆盖了传感器／，另一方面又具有单元级领域的所有网络通信功能I／O，由于有大量的、种类齐全的、可连接的现场设备可供选用，PROFIBUS。因为它：规划与工程费用极少，调试成本极低具有最优分布式工厂结构，用于现场布线、连接、配电、PROFIBUS可高速通信，工程效率高，测试测量回路的时间极短，便于进行参数设置，可省去调准工作，可进行双向通信，信息容量极高，因此可进行扩展性诊断，可利用资产管理系统对诊断信息和状态信息进行处理分析，从而实现最优化生命周期262PROFIBUSOOSI通信标准模型由七层组成，并分成两类。一类是面向用户的第五层到第七层，另一类是面向网络的第一层到第四层。第一层到第四层描述数据从一个地方传输到另一个地方，第五层到第七层给用户提供适当的方式去访问网络系统。PROFIBUS协议采用OOSI模型的第一层、第二层和第七层。从用户的角度看，PROFIBUS：DP、FMSPAPROFIBUS-DP，这种精简的结构保证了数据的高速传送，特别I／O。PROFIBUS-FMS第二层和第七层（第七层）包括FMS（现场总线报文规范）LLI（低层接口）。FMS包含应用协议和提供的通信服务，LLI建立各种类型的通信关系，并给FMS提供不赖于设备的对第二层访问。FMS（PLCPC）的数据通信，功能强大的FMS内使用，并为解决复杂通信任务提供了很大的灵活性。PROFIBUS-PAPROFIBUS-DP，此外它执行规定现场设备特性的PA设备行规。传输技术据IEC1158-2标准，确保本质安全和通过总线对现场设备供电。DP／PADP／PALINKPAPROFIBUS-DP。PLC，PROFIBUS：S7S5兼容PROFIBUS-S7（GOP）使用了第一层、第二层和第七层。S7PLCHMI（PC）和编程器之间的通信，S7-300S7-400S7-400。PROFIBUS-FDL（S5兼容通信）使用了第一层、第二层。数据传输快，特别适合S7-300、S7-400S5PLC相互之间的通信263PROFIBUSPROFIBUSPROFIBUS（一类主站，）、SIMATICPLC、SI-MATICWinAC、支持主站功能的通信处理器、IE／PB、ET200S／ET200X主站模块PROFIBUSET200系列分布式I／O、支持DP、支持从站功能的通信处理器、DP、输出或智能设备。PROFIBUS通信介质-电缆总线部件-总线连接器、中继器、耦合器、链路网络转接器-串行通信以太网AS-iEIBHMI（两类主站，可选）、TP／OP设备、经由通信处理器连接到网络的计算机及编程设备、工程及诊断工具、网络配置、诊断工具、剥线工具。常用拓扑结构如下电气总线拓扑如图2所示注：选用西门子公司的中9个。光纤总线拓扑如图2-所示

2-6电气总线拓扑2-7光纤总线拓扑2-82-82-92-964PROFIBUSPLCPROFIBUSMS通过图解，CPUPROFIBUSMS这个例子是结合现场实际情况来的，实际情况是在两套300系统之间进行数据通信，由CPU300ET200M，所以317DP315DP能配置为从站。并且两套系统之间距离较远，MPI，于是就利用了317MPI／DPDP315通信。首先，STEP7中新建一个Project，分别插入两个S7-300站。这里我们插入的一个CPU315-2DPCUP317-2，并且使用317-2MPI／DPDP315-2DP，2-10。2-10STEP7首先，对从站CPU317-2：317的第一个端口MPI／DP端口组态为类型CPUDPPROFIBUS，2-11。在操作模式页面中，将其设置为DPSLAVE，2-12，并且选择commissioning，routing”，GPC，在这个端口上对CPU进行监控，以便于我们在通信链路上进行程序监控。下面的地址用默认值即可。然后，选择Configuration”页面，创建数据交换映射区，2-13在这里我们创建了两个映射区，图中的红色框选区域在创建时是灰色的，包括上面的图Partner”部分创建时也是空的，在主站组态完毕并编译后，才会出现图中所示的状态，2-14。2-112-12DP2-13创建数据映射区2-14组态从站之后，。CPU，不需要创建新的PROFIBUS，选择从站建立的第二条（MPI／DP端口创建的那条）PROFIBUS网络即可。组态好其他硬件，确认CPUDP，CPU31xPROFIBUS，2-152-15这时会弹出链接窗口，选择以组态的从站，单击Connect”按钮，2-162-16连接组态从站然后，进入Configuration”页面，可以看到前面在从站中设定的映射区域，逐条进行编辑（Edit…），确认主从站之间的对应关系。主站的输入对应从站的输出，主站的输出对至此，硬件的组态完成，CPU。通过NetPro2-17。2-17整体网络拓扑硬件组态完毕，下载，PLC运行之后，数据并不会自动地交换，需要通过程序来执行。在组态中，inputoutput，也并不是实际硬件组态中的硬件地址，也就是说，input和outputI／O模块的地址和数据。但是映射区域组态用到的inputoutput地址，同I／O模块的组态地址，也就是说映射区的地址和I／O地址是并行的，不能重复使用。所以最好在硬件的I／O模块全部组态完毕之后再组态映射区。SFC14（DPRDDATReadConsistentDataofaDATSFC14SFC15一个发送一个接收，缺一不可。数据的通信也是交互的，可以相互交换数据。在本例中，我们通过简单的数据来验证通信结果。首先DB1，前面我们只建立了两个字（2Word）的映射区，DB1，为了查看方便，DB1，后半部分用作发送数据的存储区，2-18所示。2-18317315DB1OB1中编写通信程序。315（主站）2-19。2-19cpu3153172-202-20cpu317其中程序的LADDR地址，对应的是硬件的映射区组态时本站的LocalAddr，LocalAddr0，PartnerAddr4。需要注意的16进制的格式来表示的，10进制表示的。完成之后，OB82、OB86、OB122，这些是为了保证当通信的一方掉电时，不会导致另一方的停机。完成之后，将所有的程序分别下载到各自的CPU中各站切换到运行状态PLC监控功能，设定数据之后，我们监控的结果如图2-21所示，315，317。可以看到，DBB4～DBB7数据发送出去，并被另一方成功地接DBB0～DBB3。验证中，我们将一个站的CPUSTOP，CPUSF示灯报警，PLC。待该站恢复之后，报警自动消失。PLCCPFDL（）PROFIBUS通信方式是十分方便的PLC—PLC之间的数据通信方式，240B（而在broadcastmulticast，236B）。关于硬件组态软件编程2-21做一简述1）S7-300CP443-5、S7400机架上，将硬件中插入CP342-5CP343-5，组PROFIBUSProfile选standard”，同样在另一个S7站在组态通信模PROFIBUS，并组态站号，并存盘，2-22。2）在硬件组态画面中次选菜单“Options”→“Configurenetwork”，进入connection画面中，单击某一站的CPU，在底下会出现一列表格，双击第一栏，出现一个InsertNewConnection”画面。首先选择你所要进行通信的站，在ConnectionType”中选择FDLDisplaypropertiesdialog”，单击Apply”后进入FDLConnection属性画面在这里GeneralBlockparameters”IDLADDR的值退出编译存盘并单击某一个站CPU同样如果是多个站进行通信，必须在所通信的站之间建立不同的FDL连接，两个通信站中只在一个站中建立连接就行，2-23编程。FC5(AG_SEND)、FC6(AG_RECV建立通信接口区Call 最好在OB35中调用,如果在OB1中调用,出现对方站没有资源了,2-222-23FDLACT:= ID:=? FDL属性中"Blockparameter"IDLADDRLADDR=W#16#?SENDP#M100Byte10发送区MB1010LEN 10DONEM2 ERRORM2 STATUS= CallID LADDR=RECVP#M200Byte10NDRM6 ERROR=M6.2STATUS=LEN 265PROFIBUS-DPPROFIBUS电气接口需要注意的问题PROFIBUS，大于15M，避免连接站的电容性负载引起的导线反射，需要PROFIBUS，使用终端电阻的站点不能掉电，否则整个网络将瘫痪。PROFIBUS，高的传输速率时短截线将使整个网络瘫痪。32（Repeater，OLM，RS485）。第一个31。30，每一个网段终端必须有终对于网络故障诊断或者网络评估，可使用硬件诊断工具BT2002-242-所示2-242-25STEP7，S7-CPU诊断缓存区，2-262-26同样，PLC，2-27。如对网络诊断要求较高，可采用硬件诊断型中继器，2-28。2-29PROFIBUS，如图2-302-27故障诊断程序2-28网络诊断型中继器2-29拓扑结构诊断2-30通信质量诊断3章工业以太网311以太网的定义（Ethernet）Xerox公司创建Xerox、IntelDEC公司联合开发的基带局域网规范。以太网络使用ACD（carriersensemultipleaccess／collisiondetection载波监听多路访问及冲突检测）技术，10Mbit／s的速率运行在多种类型的电缆上。以IEEE802-3系列标准相类似。它不是一种具体的网络，是一种技术规范以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。该标准定义了在局域网（LAN）中采用的电缆类型和信号处理方法。以太网在互联设备之间以10～100Mbit／s的速率传送信息包，10BaseT以太网由于其低成本、10Mbit／s的速率而成为应用最为广泛的以太网技术。11Mbit／s，许多制造供应商提供的产品都能采用通用的软件协议进行通信，开放性最好。随着时间的不断推移，以太网的技术也在不断地发展成熟。其中IEEE委员会制定的一系列局域网技术规范，即IEEE802局域网标准系列为以太网的发展做出了极大的贡献。1210Mbit／s，ACD的访问控制方法，这种早期的10Mbit／s。以太网主要有两种传输介质，那就是双绞线和同轴电缆。所有的以太网都遵循IEEE8023标准，下面列出是IEEE8023的一些以太网络标准，在这些标准中前面的数字表示传输速度，单位是“Mbit／s”，最后的一个数字表示单段网线长度（100m），Base基带”的意思，Broad带宽”。10Base-5使用粗同轴电缆，500m，基带传输方法10Base-2使用细同轴电缆，185m，基带传输方法10Base-T使用双绞线电缆，1Base-5，500m，1Mbit／10Broad-36使用同轴电缆（RG-59UCATV），最大网段长度为3600m，是一种宽带传输10Base-F使用光纤传输介质，10Mbit／随着网络的发展，传统标准的以太网技术已难以满足日益增长的网络数据流量速度的需求。199310，10Mbit／sLAN应用，只有光纤分布式3（FDDI）可供选择，但它是一种价格非常昂贵的、100Mbit／sLAN。199310，GrandJunctionFastch10／100和网络接口卡FastNIC100，快速以太网技术正式得以应用。随后Intel、SynOptics、3Com、BayNetworks等公司也相继推出了自己的快速以太网装置。与此同时，IEEE802工程组对100Mbit／s，100BASE-TX、100BASE-T4、MII、中继器、全双工等标准进行了研究。19953月IEEE宣布了IEEE8023u100BASE-T快速以太网标准（FastEther-net），就这样开始了快速以太网的时代。100Mbit／sFDDI相比它具有许多的优点，最主要体现在快速以太网技术可以有效地保障用户在布线基础实施上的投资，它支持3、4、5类双绞线以及光纤的连接，能有效地利用现有的设施。快速以太网的不足，即以太网技术的不足，就是快速以太网仍是基于ACD技术，当网络负载较重时，会造成效率的降低，当然这可以使用交换技术来弥补。100Mbit／s快速以太网标准又分为：100BASE-TX、100BASE-FX、100BASE-T4。100BASE-TX：是一种使用5类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。它使用两对双绞线，一对用于发送，另一对用于接收数据。在传输中使用4B／5B编码方式，信号频率为125MHz。符合EIA5865IBMSPT1类布线标准。使10BASE-TRJ-45连接器。它的最大网段长度为100m，它支持全双工的数据100BSE-X：是一种使用光缆的快速以太网技术，可使用单模和多模光纤（62.5和25m）多模光纤连接的最大距离为550m。单模光纤连接的最大距离为300m。在传输中使用4B／5B的编码方式，信号频率为25z。它使用C／I连接器、T连接器或SC连接器。它的最大网段长度为50m、42m、2000m或更长至10km，这与所使用的光纤类型和工作模式有关，它支持全双工的数据传输。100BSE-X特别适合于有电气干扰的环境、较大距离连接、或高保密环境等情况。100BASE-T43、4、5类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。100BASE-T44对双绞线，其中的三对用于在33MHz的频率上传输数据，每一对均工作于半双工模式。ACD。在传输中使用8B／6T，信号25MHzEIA586结构化布线标准。它使用与10BASE-T相同的RJ45连接器，100m。千兆以太网技术作为最新的高速以太网技术，给用户带来了提高核心网络的有效解决方案，这种解决方案的最大优点是继承了传统以太技术价格便宜的优点。千兆技术仍然是以太技术，它采用了与10M、帧结构、网络协议、全／半双工工作方式、流控模式以及布线系统。由于该技术不改变传统以太网的桌面应用、操作系统，因此可与10M或100M的以太网很好地配合工作。升级到千兆以太网不必改变网络应用程序、网管部件和网络操作系统，能够最大程度地投资保护。为了能够侦测到64Bytes资料框的碰撞，GigabitEthernet所支持的距离更短。GigabitEthernet支持的网络类型，如下传输介质距离1000BASE-CXCopperSTP：1000BASE-TCopperCat5UTP：100m1000BASE-SXMulti-modeFiber：500m千兆以太网技术有两个标准IEEE8023zIEEE8023ab。IEEE8023z制定了光纤和短程铜线连接方案的标准。IEEE8023ab制定了五类双绞线上较长距离连接方案的标准。IEEE8023z工作组负责制定光纤（单模或多模）和同轴电缆的全双工链路标准。IEEE8023z定义了基于光纤和短距离铜缆的1000BASE-X，采用8B／10B编码技术，信道传125Gbit／s，去耦后实现1000Mbit／s传输速度。IEEE8023z具有下列千兆以太网1000BASE-SX可以采用直径为625μm50μm的多模光纤，工770～860nm220～550m。1000BASE-LX可以采用直径为625μm50μm的多模光纤，工作波长1270～1355nm，550m。单模光纤：9μm10μm光纤，1270～1355nm5km。1000BASE-CX150（STP）25mIEEE8023ab工作组负责制定基于UTP的半双工链路的千兆以太网标准，产生IEEE8023ab。IEEE8023ab5UTP1000BASE-T，其目的是5UTP1000Mbit／s100m。IEEE8023ab：5类UTP1000BASE-T100BASE-T自然扩展，与10BASE-T、100BASE-T完全兼容。不过，5UTP1000Mbit／s的传输速率需要解决5UTP的串扰和衰减问题，因此使IEEE8023ab工作组的开发任务要比IEEE8023z复杂些。万兆以太网规范包含在IEEE8023标准的补充标准IEEE8023ae中，它扩展了IEEE8023协议和MAC规范使其支持10Gbits。除此之外，通过WAN（WANInterfaceSublayer，WIS），10千兆位以太网也能被调整为较低的传输速率，9584640Gbit／s（OC-192），10（SONET）192c传输格式相兼容10GBASE-SR10GBASE-SW主要支持短波（850nm）多模光纤（MMF），光纤距2～300m。10GBASE-SR主要支持（darkfiber），暗光纤是指没有光传播并且不与任何设10GBASE-SWSONET，它应用于远程数据通信10GBASE-LR10GBASE-LW（1310nm）单模光纤（SMF），光纤距2m～10km（32808）。10GBASE-LW主要用来连接SONET设备10GBASE-LR则用来支持（darkfiber）10GBASE-ER10GBASE-EW主要支持超长波（1550nm）单模光纤（SMF），光纤2m～40km（131233）。10GBASE-EWSONET。10GBASE-ER则用来支持（darkfiber）10GBASE-LX4采用波分复用技术，在单对光缆上以四倍光波长发送信号。系统运行1310nm。2～300m的多模光纤模2m～10km。以太技术的发展，最主要的就是体现在传输速度的不断进步，百兆、千兆到现在最新的万兆以太网就是最好的体现，为此，IEEE委员会也在不断完善其IEEE802局域网标准系列，具体如下：IEEE8021a：局域网体系结构IEEE8021b：寻址，网络互联与网络管理IEEE802IEEE8023：CSMA＼CD媒体访问控制方法与物理规范IEEE8023i：10Mbit／s基带双绞线访问控制方法与物理规范IEEE8023u：100Mbit／sIEEE802ab：100Mbit／sIEEE8023z：1000Mbit／sIEEE8024：Token-BusIEEE8025：Token-RingIEEE8026：城域网访问控制方法和物理规范IEEE8027：宽带局域网访问控制方法和物理规范IEEE8028：FDDIIEEE8029：综合数据语音网络IEEE80210：网络安全与保密IEEE80211：无线局域网访问控制方法和物理规范IEEE80212：100VG-AnyLAN13OSIOSI（OpenSystemInterconnect，开放式系统互联）。一般都叫OSI参考模型，（InternationalOrganizationforStandardization国际标准化组织）1985年研究的网络互联模型。国际标准化组织ISO发布的最著名的标准是OiIEC7498，又称为X200协议。该体系结构标准定义了网络互联的七层框架，即ISO。在这一框架下进一步详细规定了每一层的功能，以实现开放系统环境中的互联性、互操作性和应用的可移开放系统OSI标准定制过程中所采用的方法是将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处理的小问题，这就是分层的体系结构方法。在OSI中，采用了三级抽象，即体系结构、OSI参考模型定义了开放系统的层次结构、层次之间的相互关系及各层所包含的可能的服务。它是作为一个框架来协调和组织各层协议的制定，也是对网络内部结构最精练的概括OSI的服务定义详细说明了各层所提供的服务。某一层的服务就是该层及其下各层的一种能力，它通过接口提供给更高一层。各层所提供的服务与这些服务是怎么实现的无关。同时，各种服务定义还定义了层与层之间的接口和各层的所使用的原语，但是不涉及接口是怎OSI标准中的各种协议精确定义了应当发送什么样的控制信息，以及应当用什么样的过程来解释这个控制信息。协议的规程说明具有最严格的约束。OOSI参考模型并没有提供一个可以实现的方法。OOSI参考模型只是描述了一些概念，用来协调进程间通信标准的制定。OSI，只有在各种的协议是可以被实现的OSI的协议相一致才能互联。这也就是说，OSI参考模型并不是一个标准，而只是一个在制定标准时所使用的概念性的框架。在历史来看在制定计算机网络标准方面起着很大作用的两大国际组织是CCITT（InternationalTelephoneandTelegraphConsultativeCommittee，国际电报电话咨询委员会）和ISO。CCITTISOTC97，CCITT定ISOTC97。但是，随着科学技术的发展，通信与信息处理的界限变得比较模糊了。于是，CCITTTC97共同关心的领域CCITTX200就是开放系统互联的基本参考模型，它和ISO7498在网络刚刚出现的时候，很多大型的公司都拥有了网络技术，公司内部计算机可以互联。但不能与其他公司互联。因为没有一个统一的规范，计算机之间相互传输的信息对方也不能理解，所以不能互联。ISO，就推出了OSI。其含义就是推荐所有公司使用这个规范来控制网络。这样所有公司都有相同的规范，就能互联了。提供各种网络服务功能的计算机网络系统是非常复杂的。根据分而治之的原则，ISO将整个通信功能划分为七个层次，划分原则是：网路中各结点都有相同的层次不同结点的同等层具有相同的功能同一结点内相邻层之间通过接口通信每一层使用下层提供的服务，并向其上层提供服务不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。七个层次的内容如下：7OSI中的最高层应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远程操作，而且还要作为应用进程的用户代理，来完成一些为进行信息交换所必需的功能。它包括：文件传送访问和管理（FileTransferAccessandManagement，FTAM）、虚拟终端（VirtualTerminal，VT）、事务处理（TransactionProcessingTP）（RemoteDatabaseAccessRDA）、制造业报（MMS）、（DS）等协议。6：主要用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式。它包括数据格式交换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。5：在两个节点之间建立端连接。此服务包括建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设置，4层中处理双工方式。4：常规数据递送-面向连接或无连接。包括全双工或半双工、流控制和错3：本层通过寻址来建立两个节点之间的连接，它包括通过互联网络来路2：在此层将数据分帧，并处理流控制。本层指定拓扑结构并提供硬1：处于OSI。物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明的传送比特流。数据发送时，从第七层传到第一层，上三层总称应用层，用来控制软件方面。下四层总称数据流层，用来管理硬件。在传输层的数据叫段，网络层称为包，数据链路层称为帧，物理层称为比特流，这样的PDU（协议数据单元）。OSI物理层（PhysicalOSI，它利用传输介质为数据链路层提供物理连接。为此，该层定义了物理链路的建立、维护和拆除有关的机械、电气、功能和规程特性，包括信号线的功能、“0”和“1”信号的电平表示、数据传输速率、物理连接器规格及其相关的属性等。物理层的作用是通过传输介质发送和接收二进制比特流。数据链路层（DataLink数据链路层是为网络层提供服务的，解决两个相邻结点之间的通信问题，传送的协议数据单元称为数据帧（MAC地址）、控制码、数据及校验码等信息。该层的主要作用是通过校验、确认和反馈重发等手段，将不可靠的物理链路转换成对网络层来说无差错的数据链路。此外，数据链路层还要协调收发双方的数据传输速率，即进行流量控制，以防止接收方因来不及处理发送方来的高速数据而导致缓冲器溢出及线路（Network网络层是为传输层提供服务的，传送的协议数据单元称为数据包或分组。该层的主要作用是解决如何使数据包通过各结点传送的问题，即通过路径选择算法（路由）将数据包送到目的地。另外，为避免通信子网中出现过多的数据