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白皮书：工业以太网标准：为下一代工业革命铺平道路
制局域网(LAN)和广域网 以太网长期以来一益是控(WAN)中数据传输方式的事实协议，其优劳在企-互操作性、究余、灵 业业务领城已是众所周知活、可扩展、快速，而且具有成本效益在过去的几十年中，以太网发展迅逸，并快速进入工业应用 领城.
2019通过连接技水分享安装市场兼源：HMS网络
TCP/IP办公室应用中使用的以太网层协议最初给业界带来挑战是因为其数据包会通过可变通路广播到节点，没有确定的目标时间和后续延迟，因此无法实现机器到机器（M2M）通信所需的“实时"数据传输.现在开发了多种以太网协议，不但可以提供以太网的优势，还可通过改良提供更低的延迟和确定性.这些协议包括Modbus化应用中的使用越来越多，迅速代替了传统的Fieldbus协议-后者通常更复杂经常具有专用性并且距离和性能有限.实际上，工业以太网的规模现在已超过传统的Fieldbus，并且年增长速度儿乎是Fieldbuses的四倍.
理解术语
工业领城中有很多容易混淆的术语一比如工业以大网和物联网（loT）、以及工业4.0和智能制造.工业以太网用于描连使用以太网的习和人工智能结合的超势.术语工业4.0表示这个超势可视为第四次工业革命一第一次是19世纪早期液压和蒸汽动力机器的使用， 第二次是20世纪早期出现钢、电和装配生产线第三次是20世纪60年代在工厂环境中引入计算机.
工业以太网实际上是工业4.0和IoT背后的关键题动因素因为它在制造领瑞的人机之同实现了全新水平的互连接性和通信同时可提供实时信息以更好地控制和了解整个供网协议可用于在LAN和WAN中传输数据所以工业以太网也为在车间和办公室间更 应链、自动化和简化维护、并改进协作和生产力一换句话说就是智能制造.因为以太好地共享信息能平了道路.借助庞大的以太网IT技师群体和工具支持也变得更简单.
工业环境是苛刻的
传统的以太网通常安装在相对清洁舒适的环境中例如办公室建筑、学校和医院.而工业以太网恰恰与此相反.工业以太网用在工厂中甚至是长距离传送机外和矿山内：这些环境都会给线缆带来巨大压力.机械压力包括冲击、持续移动（机械臂和转盘）、以及振 动.切口会使湿气和化学物质进入线境而某些行业（例如食品和饮料）每天会用款管冲洗设备（包括线缆）.气候压力根据热环境（烘焙、炼钢）和冷环境中的温度而变化变速电机驱动（VFD）、电机、接融器和其他设备的电磁噪音会进入以太网线和设备.这些MICE“压力因素可能是工业以大网线故障的主要原因而且这些故障可能是间歇性的并且难以诊断.
机器对延迟更敏感
大部分人使用以大网连接网络、无线接入点、服务器、电话、电子邮件我打印机.以太网原本就是在人和设备（如打印机）之间传输 数据包（又称慎）.传输一个数据包需要的时间通常小于一毫秒：如果由于某些原因数据包在第一次无法完成传输以太网会一直尝试直到传输成功.在打印一份2页的文格时这可能造成2秒延追一而且没有人会发现或关心.
工业以太网将机器连接到其他运行着重要、时间敏感、有时候是危险任务的机器.考虑工业以太网控制一台机器将一辆未装配完的汽 车运到下一个装配站.可以想像，移动错误会伤害设备或人或者影响展量我生产速度.和打印机不同如果有几个以太网数据包延迟了即使不到一秒，电必须停业机器以避免潜在的安全问题.让一切恢复安全狄态并重启机器可能需要数小时的时间一仅仅因为有几个数据包县失或延迟.
除以太网的各种优势外，人们还为工业环境设定了各种标准从而在等刻的工业环境中运行的时间敏感应用可以可靠地运行：
工业环境的以太网标准升发
如果企业环境使用以大网LAN和WAN邢么根据工业线缆标准建立网格就可以保证互操作性和跨供应商的支持包括支持未来的应用和可以利用成熟的安装、验证和堆护方法最终保证网络在使用寿命期间的质量和可靠性.工业网络电不例外，但如上所递它们 对数据传输错误更加敏岛.
对于工业网络的线缆标准，电信工业协会（TIA）奥责升发北美标准而国际标准化经织（ISO）/国际电工委员会（IEC）負责开发国际标方案，所以这个工程委员会的国际化程度很高.实际上ISO/IECWG3工作组和TIATR-42小组委员会有很多相网的治跃成员.一般来讲除了有业术语方面的差异外TIA标准和ISO/IEC标准是高度一致的TR-42.9工业电信基确设施小组委员会负责处理工业环境的线境标准.
作组（JWG）即小组委员会65C/JWG-10专门编写工业环境的以太网接线和布线标准以及协调设施结构化布线的重叠领域：该小组还负责开发和维护Fieldbus 标准框架中的Fieldbus安装规范.
除TIAISO和IEC外还有一些地区性布线标准小组为其地理区城或国家开发规范例如CENELEC（欧洲电子技术标准化委员 会）JSA/JSI（日本标准协会）和CSA（加拿大标准协会）：这业地区性标准小组会积极地参与ISO技术咨询委员会，并且其标准中的内容通常与TIA和ISO/IEC的要求基本一致.除布线标准外CENELEC还有与IEC版本非常一致的等效Fieldbus标准.
现在焦知道了有哪业委员会在参与我们再来看一下他们开发的标准与工业网络的关系.
北美-ANSI/TIA-1005-A
2012年5月发布的ANSI/TIA-1005-A工业电信基础设施标准为工业环境布线提供了基础设施、距离、电信括座/连接器配置和拓扑 方面的要求：对于一般电信布线TIA-1005-A在结构拓扑和距离、安装、性能和测试要求方面引用了ANSI/TIA-568系列标准，另外它还为条件较为苛刻的工业环境提供了结构化布线建议，并包含一些专业领域例如自动化孤岛和工业设备领域.
TIA-1005-A标准的一个关键方面是使用MICE（机斌、入侵、顶点和电磁）方法分类环境以使为建造工业网络选择各种组件.这包 括以下特性：
机械：冲击、冲击振动、弯曲和挤压入侵：颗粒大小、温气和浸泡 气候/化学：温度、热冲击、湿度UV（太阳辐射）以及化学污染电磁：ESDRFEFT瞬志地电位磁场
MICE根据产重程度将工业环境分为三级：
1级MICE：商业办公室环境 2级MICE：轻工业例如装配、食品加工医疗保健、或冲洗区域3级MICE：重工业例如石化、铸造、汽车制造戎机械加工
MICE Environmentat Classifications
vbration shock Mechanical M M Mwater. dust IngressClimatic/Chemical C. C.Electromagnetic E.EMI ESD RIIncreasing EnvironmentalSeverityoffice Industrial
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请注意并办MICE特性的级别（12或3）都是相同的而且实际上几手任何一个工业环境也不会只属于一个分类.例如，虽然中的机械和电磁特性与1级育业环境没有区别但是因为存在液体和化学品而使入侵和气候/化学分类处于3级：使用MICE分类确定组伴的关健是设计时要假定最坏场景：
在国际阵线上-ISO/IEC11801-3
ISO/EC11801-3信息技术-用户建筑群的通用布线-第3部分：工业要求使用通用布线这是为工业设施中的自动化基岛或其他类型建筑中的工业空问提供稳定服务的关键.这个标准代替了ISO/IEC24702（发布于2006）并规定了工业设施或其他类型建筑11801-1用户建筑群的通用布线一第1部分：常规要求中.
外还包括办公室空间（包含在ISO/IEC11801-2中）和数据中心空间（包含于ISO/IEC11801-5中）.和TIA-568系列标准一样， 整体来讲ISO/IEC11801标准覆盖了通常用于设施局域网的布线系统包括4线对平街双纹钢线和光纤布线.除ISO/IEC11801-3ISO/IEC11801系列标准规定了支持各种以太网速度所需的物理介展和传输性能.
需要指出的是虽然ISO/IEC11801-3覆盖了自动化孤岛的布线但它并未解决自动化孤高中关键的自动化、流程控制和监控应用一这种应用特定的布线信息是IEC61158IEC61918和IEC61784系列标准提供的.
三大标准-IEC61158IEC61918和IEC61784
在工业以太网和解决自动化基岛中的应用问题方面，三个最关键的布线标准是IEC61918工业通信网一在工业设施安装遥信网络IEC61784-5工业通信网一配置文件和IEC61158工业通信网-Fleldbus规格它们都是IEC的小组委员会65C（SC65C） 负责的.
IEC61918标准化了现场总线的常见元素，包括以太网类IEC61784（包含36个文格）定义了为自动化和流程控制设计设各时应使用的一系列协议特定的遥信配置IEC61158（包含83个文移）为工业通信网络提供了指导和规范包括为Fieldbus和以大网 网络定义物理、数据链路和应用层.它还解释了IEC61784系列的结构以及如何互相结合地使用这些标准.
