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工业以太网的网络性能和网络技术

组合使用时，与原来的 10 Mbpps 技术相比，当前工业以太网技术可显著提高网络性能。 这些技术包括：快速以太网，传输速率 100 Mbps：

与 10 Mbps 相比，报文传输速度要快很多，因此占用电缆的时间极短。 针对快速以太网 (Fast Ethernet)，提供了一个 4 线制 FastConnect 布线系统 (Cat5e)，包括电缆、插头和插座。千兆以太网，传输速率 1 Gbps：

千兆以太网比快速以太网快 10 倍，电缆占用时间仅为其十分之一。 针对千兆以太网，提供了一个 8 线制 FastConnect 布线系统 (Cat6)，包括电缆、插头和插座。千兆以太网，传输速率 10 Gbps：

与 1 Gbps 以太网相比，10 Gbps 以太网的速度是其 10 倍。全双工可防止冲突：

在两个交换机之间可同时发送和接收数据。  因此，全双工连接的数据吞吐量对于快速以太网为 200 Mbps，对于千兆以太网为 2 Gbps。 采用全双工传输时，网络可覆盖更大距离。 这意味着，例如，采用玻璃光纤电缆可以实现 200 km 的远距离。

常见帧重复问题的避免显著地提高了数据吞吐量。交换可降低网络数据流量：

交换机动态地“连接”当前正在通信的那些站。 因此，在整个网络中，几条报文可同时传送， 大大提高了网络的功能。  性能上的提升源于这样一个事实，即，多个消息帧可以同时流经交换机（它们之间如同并行地传输）。使用自动交叉功能，支持发送线和接收线在双绞线接口自动交叉。自动检测描述的是网络节点（数据终端和网络部件）的特性，即自动检测信号的传输速率（10 Mbps、100 Mbps 或 1 Gbps），并支持自动协商功能。自动协商是快速以太网的配置协议。 在启动实际数据传输前，网络设备自动协商设备支持的一种传输模式（1000 Mbps、100 Mbps 或 10 Mbps，全双工或半双工）。以太网交换技术

工业以太网具有以下功能：根据可用接口数量，交换机用来临时或动态地将几个子网或站彼此连接。 根据终端的以太网（MAC）地址，过滤数据传输，局部数据传输依旧保持局部，并且交换机只传送到其它子网络用户的数据。与传统的以太网网络相比扩大了可连接的终端数。 限制受影响子网络的错误传输。 交换技术具有以下优点：提供了形成子网络和网络段的能力。由于数据通信的结构化，提高了数据吞吐量，从而提高了整体网络性能。简单的网络配规则。 通过连接各个冲突域/子网络，可不受限制地扩展网络范围。  实现现有网络的简单、无障碍的扩展。 全双工

全双工（FDX）是一种网络运行方式，与半双工相比，在全双工时，终端可以同时发送和接收数据。  采用 FDX 时，终端内的冲突检测功能是自动关闭的。  

FDX的一个先决条件是使用有独立发送和接收通道的传输介质（如 FO 和 ITP），并且所使用的部件有保存数据的能力。  FDX 连接中不会出现冲突，因而支持 FDX 的部件能以正常的传输率同时发送和接收。  因此，数据吞吐量是网络额定传输速率的两倍，也就是，对于常规以太网为 20 Mbps，对于快速以太网为 200 Mbps。 千兆以太网可达到 2000 Mbps。

FDX 的其它优点是网络规模提高。

通过关闭激活冲突机制，FDX 能使二个部件间的距离增大到超过一个冲突域的范围。  使用全双工功能，有可能使所用的发送和接收部件的传送距离达到其性能极限。  这对与光纤部件的连接尤为重要。  在使用玻璃光缆时，两个交换机之间可达到长 200 km 的距离。

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