2. Стандарт Ethernet ieee 802.3

Первый стандарт Ethernet 10BASE5 /1/ был введён международным “Институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE)” в 1985 году. Стандарт базировался на использовании в качестве среды передачи коаксиального кабеля. Данный стандарт лёг в основу первой промышленной сети Industrial Ethernet. Эта сеть, названная SINEC H1, была улучшена за счёт использования триаксиального кабеля и за свою многолетнюю службу в системах автоматизации производственных и технологических процессов многократно подтвердила свою высокую пригодность.

С момента своего появления и стандарт IEEE, и семейство продуктов SIMATIC NET непрерывно улучшались в качестве и расширялись, ещё более повышая гибкость и производительность сетей Ethernet. Примером является использование в качестве канала связи волоконно-оптических кабелей и витых пар, а также появление стандарта Fast Ethernet, увеличившего скорость передачи данных в 10 раз.

Общим свойством всех версий сети Ethernet является немодулированная передача данных и метод доступа CSMA/CD.

2.1 Немодулированная передача данных

Согласно IEEE 802.3, в Ethernet используется немодулированная передача данных. Это означает, что в канале связи (например, по шинному кабелю) передаются немодулированные импульсные сигналы. Среда распространения сигнала формирует единый канал связи, ресурсы которого должны использоваться одновременно всеми подключенными терминальными устройствами (ООД). Все подключенные терминальные устройства принимают передаваемую информацию одновременно. В любое время правом на передачу данных обладает лишь одно терминальное устройство. Если несколько терминальных устройств передают данные одновременно, в канале связи возникает коллизия. Сигналы терминальных устройств, пытающихся передавать данные одновременно, подавляют друг друга.

Совершенно очевидно, что возникает необходимость в координировании доступа к среде передачи, используемой совместно. В стандарте IEEE 802.3 для решения этой проблемы используется протокол CSMA/CD.

2.2 Industrial Ethernet

Промышленная витая пара (10BASE–T)

Описание промышленной витой пары (Industrial Twisted Pair) содержится в стандарте IEEE 802.3i (10BASE–T) /3/. Данные по промышленной витой паре передаются со скоростью 10 Мбит/с.

Среда передачи представляет собой экранированный кабель с двумя витыми парами с волновым сопротивлением 100 Ом. На концах кабеля, согласно стандарту 10BASE–T, располагаются разъемы RJ–45. В рамках семейства продукции SIMATIC NET в качестве альтернативы также возможно использование разъемов sub–D .

Витая пара позволяет устанавливать соединения “точка – точка” между двумя электрически активными компонентами. Это означает, что между ООД и портом сетевого компонента всегда устанавливается прямая связь (прямой канал). Сетевой компонент осуществляет усиление принятых сигналов и их дальнейшую передачу через все свои выходные порты. В сетях Industrial Ethernet семейства SIMATIC NET эти задачи выполняются такими сетевыми компонентами, как OLM, ELM, OSM и ESM. Максимальная длина канала, связывающего ООД и сетевой компонент (известная как “длина сегмента”) не может превышать 100 м.

Волоконно-оптический канал связи (10BASE–FL)

Реализация Industrial Ethernet (10 Мбит/с) с волоконно-оптическим каналом связи основана на стандарте IEEE 802.3i (10BASE–FL) /4/. В качестве среды передачи используется многомодовый волоконно-оптический кабель со стеклянными волокнами типа 62.5/125 мкм или 50/125 мкм.

Волоконно-оптические кабели позволяют устанавливать соединения “точка – точка” между двумя активными компонентами. Это означает, что между компонентом сети и портом другого компонента сети всегда устанавливается прямая связь. Один из сетевых компонентов выполняет усиление принимаемых сигналов и дальнейшую передачу данных через выходные порты. В сетях SIMATIC NET Industrial Ethernet эту задачу выполняют модули OLM.