以太网在智能工厂演变中发挥关键作用的原因（以太网在智能工厂演变中发挥关键作用的应用）

以太网作为工业通信协议的日益普及在智能工厂的发展中发挥着关键作用。最初仅限于工厂的控制和信息级别，IEEE 已批准对原始IEEE 802.3 协议进行多项扩展，以使以太网能够支持工业过程的确定性要求。这些扩展已成为开放标准，在工业中广泛部署，并使工业环境中的以太网部署呈指数级增长。

工业以太网的设计注意事项

以太网正在迅速成为工业环境中的主导网络技术，最近的IEEE 802 以太网子标准涵盖了支持实时通信所需的机制。随着越来越多的工厂系统使用以太网设备，设计人员必须确保网络模块能够承受工厂环境的恶劣条件。选择组件时必须考虑坚固性、工作温度范围、灰尘、电气噪声和振动等因素。多年来，无处不在的RJ45 连接器一直是网络布线的支柱，并且仍然是工厂环境中首选的连接器解决方案。本文着眼于将这些连接器集成到工厂系统中时必须考虑的一些因素。

工业环境中的以太网变化

提高生产力和资产回报率的持续努力导致工厂自动化程度的提高和联网设备的逐年激增。随着机器人系统的使用从传统的装配线转向更小、更灵活的应用（包括人类操作员和机器人一起工作的协作工作空间），机器人系统的部署正在迅速增加。许多通用标准的发展导致了自动化水平的提高和开放系统的发展，确保了来自不同制造商的更广泛的设备的互操作性。

以太网作为工业通信协议的日益普及在智能工厂的发展中发挥着关键作用。最初仅限于工厂的控制和信息级别，IEEE 已批准对原始IEEE 802.3 协议进行多项扩展，以使以太网能够支持工业过程的确定性要求。这些扩展已成为开放标准，在工业中广泛部署，并使工业环境中的以太网部署呈指数级增长。

以太网连接解决方案- MagJack ICM 了解有关我们功能的更多信息以太网的持续发展

以太网协议跨越OSI 层模型的第1 层（物理）和第2 层（数据链路），描述了网络设备如何格式化数据以便传输到同一网段上的其他网络设备以及该数据如何将其放在网络连接上。典型的以太网LAN 最初设计为通过同轴电缆运行，现在使用特殊等级的双绞线电缆或光纤电缆。以太网标准正在稳步发展，以涵盖新媒体、更高的传输速度以及帧内容和功能要求的变化，例如定义以太网供电[POE] 的802.3af。

工业环境中最常安装的以太网系统是100 BASE-T（“BASE-T”代表双绞线布线），其传输速度高达每秒100 兆位(Mbps)。千兆位以太网提供1000 Mbps（1 吉位或每秒1 亿位）的速度，10 GbE 或10 GB 以太网提供高达10 Gbps 的速度。为了实现标准化，不断开发更高的速度。

PHY是OSI模型物理层的缩写，是指实现物理层功能所需的电路。以太网PHY 是实现1000BASE-T、100BASE-TX 和10BASE-T 标准的以太网物理层部分的组件。 PHY 功能通常位于以太网线路调制的模拟域和链路层分组信令的数字域之间。实现在接口芯片中。图1 概述了PHY 器件实现的功能。

图1：以太网PHY 与MAC 和物理介质的连接

如图1 所示，以太网PHY 功能还有另外两个重要组件。 “磁性元件”是一种模拟电路，旨在满足IEEE 802.3 10/100/1000BASE-T 规范的电气接口要求，允许以太网上不同节点之间的长距离连接。磁性元件满足关键的电气接口要求，包括电气隔离、信号平衡、共模抑制、阻抗匹配和EMC 改进。 RJ45 连接器是一种低成本的八位8P8C 连接器，长期以来一直是以太网连接的中流砥柱，并且可以在当前使用的所有以太网电缆上找到。因此，任何PHY 板都必须包含适当的RJ45 连接器。

支持工业以太网市场对ICM 的需求

如今，许多连接器制造商都提供集成连接器模块(ICM)，其中磁性电路内置于RJ45 型连接器块中。在PHY 板设计中使用ICM 具有许多优点，包括更少的元件数量- 从而降低生产/组装成本、通过金属屏蔽对敏感电缆侧信号提供更好的EMC 屏蔽，以及更小的PCB 尺寸。 ICM 还使PHY 模块设计能够完全在数字领域进行，并将模拟电路封装在连接器内。

作为集成连接器模块(ICM) 的发明者和最大供应商，Bel 集团旗下的Bel Magnetic Solutions 为通信、工业和商业应用提供各种磁性元件。 Bel 广泛的产品组合包括3 种专门针对工业以太网市场的ICM 产品，该市场需要在恶劣环境和-40C 至+85C 的工作温度下提供可靠、低成本的连接。 ICM 适用于各种应用，包括工业以太网控制器、机器控制板、以太网照明控制、工业无线接入点和工业视频显示单元，总结如下表1。

表1：适用于工业以太网应用的BEL TRP ICM

改编自Bel 数据表- 工业以太网Magnetic Jack ICM 零件号说明

部件号说明2250015-11G，nPOE，标签向上2250056-110/100，PoE，标签式2250066-110/100，nPOE，标签向上

这些ICM 与所有主要的10/100Base-T 和1GBase-T PHY 兼容，体积小、易于使用，旨在应对工厂生活中的压力和应变。连接器坚固耐用，使用寿命长，确保极低的故障率，工作温度范围为-40C 至85C。红外回流兼容性和卷带式封装选项可实现自动PCB 插入，进一步降低模块生产成本。

ICM 解决方案的领导者

随着以太网成为工厂中的主导通信协议，越来越多的工业机器（包括各种机器人系统）必须连接到以太网。工业规模网络设备（例如工业以太网控制器和机器控制板）的设计者必须仔细选择组件，关键考虑因素是耐用性、生命周期和成本。 ICM模块在确保恶劣环境下持久可靠的连接方面发挥着关键作用；这些连接器不仅必须提供必要的机械耐用性，而且其电气性能在恶劣和嘈杂的工厂环境中也至关重要。

审稿编辑：郭婷