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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。
车载以太网的典型链路模型；湖南以太网测试联系方式

10M 以太网

10Mbps以太网即标准以太网，由IEEE802.3定义，同一公共通信信道上的所有用户共享这个带宽，这个公共信道称为总线。在交换式LAN中，每个交换式端口都是一个以太网总线，采用星型拓扑结构。这种连接方式下将有可能提供全双工的连接，此时，将提供20Mbps的总带宽。根据IEEE802.3的规定，10M以太网目前使用的线缆有：10Base-T双绞线、10Base5粗同轴电缆以及10Base2细同轴电缆。10Base-T是目前使用为的一种以太网电缆标准。它具有一个优势就是易于扩展，维护简单，价格低廉，一个集线器加上几根10Base-T电缆，就能构成一个实用的小型局域网（当然还得有计算机），10Base-T的缺点是：电缆的比较大有效传输距离是距集线器100m，即使是高质量的5类双绞线也只能达到150m。3类到6类双绞线在塑料外壳内均有这样的四对线缆，区别主要在于类数越高的双绞线，单位长度内的绞环数越多，拧得越紧，这使得5类或者6类双绞线的交感更少并且在更长的距离上信号质量更好，更适用于高速计算机通信。各种设备需要使用具体的线缆连接起来。目前应用于各种网络设备的接口可能使用双绞线接口或光纤接口。双绞线和光纤接口之间不能直接相连，必须使用光电转换设备。
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这种问题在小型以太网中并不会造成很大问题，并且可以很好的工作，但是如果网络上的通讯量有增加，或者连接的节点数目很多的时候，“”会严重影响网络的性能，比如我们在章中讲解以太网原理的时候就解释过优化“域”的问题，这时候我们需要能够隔离“”的设备，交换机就可以完成这个功能了。

交换机在连接的时候，各个端口之间都可以同时通讯，也就是说端口间是不的，也可以用来隔离。那么，什么样的原理造成交换机可以达成这个能力呢？

我们可以发现，交换机内部存在着桥接的环境，理论上每个端口之间都有的通路，而不是像集线器一样共享带宽。所以，当 1 口与 2 口间正在通讯的时候，3 口与 4 口也可以同时进行通讯。这样一来理论上不会发生，也就是说不会造成效率的降低。因为这个原因，交换机才会在非常的普及。

IEEE802 .3规定了很多以太网信号的参数，对于10Base-T/100Base-Tx/1000Base-T 的电气参数，可以分别参考IEEE 802.3规范的14、25和40节。如果不借助相应的软件，要 完全手动进行这些参数的测量是一件非常烦琐和耗时耗力的工作，为了便于快速完成以太 网信号的测量，比较好借助于相应的一致性测试软件。图7. 15是以太网一致性测试软件界 面。这个测试软件除了支持标准的10Base-T/100Base-Tx/1000Base-T以太网信号质量测 试以外，还可以支持节能以太网(Energy Efficient Ethernet,EEE,参考802 . 3az标准) 的  测试。以太网抖动测试中对测试电缆的要求；

从EtherNet/IP®到EtherCAT®的以太网解决方案以其独特的方式克服了这些缺点。尽管工业以太网相较于别的替代技术还有一些其它优势，然而它在运动控制中还远没有占到主导地位。我们来看看它能够并且将会在未来几年的竞争中越来越被接受的三个原因。

融合而不是增加复杂性

随着时间的推移，企业IT与工厂之间的互联不断增加，导致了系统更复杂，往往将标准以太网和工业以太网与现场总线混合使用。例如，机器可能会利用：

适用于与伺服器进行通信的SERCOS1

适用于联网变频驱动器的PROFIBUS®

适用于故障安全现场总线通信的SafetyBUSp

适用于连接至传感器的DeviceNet

适用于向终用户发送数据、通过网关访问的以太网 以太网用于运动控制的三个原因；黑龙江以太网测试联系方式

工业以太网的协议结构包含哪几层；湖南以太网测试联系方式

发射机功率谱密度：正常发送的10GBase-T的信号是类似噪声的信号，从时域分析比较困难，对其功率的衡量主要是从频域测试。这时被测件发出正常的随机数据流，

用频谱仪(或者示波器做FFT变换)测量其频域的功率分布，确保满足频谱模板的要求。·发射机功率：与上面一个测试类似，都是在频域进行测量。这个测试是用频谱仪测量验证被测件在频域发送的总功率满足3.2～5.2dBm的要求。

发送时钟频率：与发射机抖动测试项目的测试方法类似，被测件发出类似时钟的信号， 用示波器测量信号频率验证被测件的符号速率在800MHz±50ppm*  的范围内。 湖南以太网测试联系方式