各种信号线的区别.doc

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1、一、双绞线双绞线是由两条有绝缘外皮包覆的铀线相互缠绕在一起，我们将这两面三刀条对绞的线称为一个线对。这是双绞线最基本的度量单位。 市场上广泛出现的一般是每条双绞线由四对绞线组成，分别用橙、蓝、绿、综4种颜色标出（具体来说是橙、白橙、蓝、白蓝、绿、白绿、棕、白棕八种颜色），也就是有8条铜线。其外形如图4-11所示 由于市场上广泛应用了非屏蔽双绞线UTP ，所以美国电子工业协会与远端通迅会（EIA/TIA）制定UTP电缆的“电缆等级：。它们主要的差别在于缠绕的绞距，通常两条线缠绕得越密，代表绞距越小，传达室输性能也越好。 1类线：铜墙铁壁线没有缠绕，只能传送声音，不能传送数据； 2类线：无缠绕，可

2、传送数据。最大传输速率为4Mbps； 3类线：铜线每分米缠绕1次，早期市场最常用，最大传输速率为10Mbps； 4类线：是一咱过渡型线材，市场不多见，最大传输速率为16Mbps； 5类线：是一咱向高速率发展的开始，最大传输速率为100Mbps； 超5类线：迎合千兆网的出现而出现的新的线材； 6类线：新一代高速率线材，估计在今年度会通过标准议案。 五类双绞线电缆二、同轴电缆细同轴电缆，电缆制造商RG58作为它的代号，这个代号常常应制在线外面的料表皮上。它的规格如下： 线宽：0.26厘米 最大传输距离：185米 阻抗：50欧姆 特点：RG58电缆较细、弹性好、容易安装，而且连接方式非常简单，但它的

3、传输距离比较短，超过去185米后信号就会开始衰减，必须使用一些专用的设备（如中继器来增强信号，但它的线材及连接成本均相当便宜，因此常用于室内的小型局哉网架设。 2、粗同轴电缆RG11 粗同轴电缆，电缆制造商用RG11作为它的代号，这个代号也是常常我制在线外面的普表皮上。它的规格如下： 线宽：1.27厘米 最大传输距离：500米 阻抗：50欧姆 特点：线较粗，因此弹性较差，而且制作方式较为复杂，在室内安装时会遇到订烦；但它的最大传输距离远远大于RG58，可以达到点00米，学用于主干或建筑间连接。但要说明的是，由于网络技术的不断进步，这种电缆公能提供10MBPS的速度，所以主干或建筑间的连接渐被速

4、度更快的光纤代替。 现在，大家可以很容易在电脑配件商处购买到已制好的同轴电缆。你也可以自己动手制作，主要是基于如下考虑： （1）进一步降低成本； （2）需要随心所欲地调整电缆的长度； （3）希望动手度一度电缆的制作同轴电缆三、光纤光纤的材质以玻璃为主，通过光来传递信号，其物理结构如图 在实际应用中光纤常常是成捆地构成光缆以方便运用。它由下面几个部分组成： 表皮：它处于光缆的最外面，将一捆光纤包容在一块，起到较好的光纤保护作用； 线芯：每条光纤都是由一条极细的玻璃丝构成，它是实际传输数据的媒体； 包覆：在每条光纤的线芯细坡璃外层环绕有一层包覆玻璃，这层包覆的密度与线芯的密度不同，可造成光的全反射

5、，实际情况是光纤传输的方式。 光纤的性能特点 光纤与前面介绍的电缆完全不同，它不再是用电子信号来传输数据，而是使用光脉部来传输传输信号。正是这种特殊的材质，使它拥有电缆无法比拟的优点： 频带极宽：拥有极宽的频带范围，以GB位作为度量； 抗干扰性强：由于光纤中传输的是光束，光束是不会受外界电磁干扰影响； 保密性强：由于传输的是光束，所以本身不会向外幅射信号，有效地防止了窃听； 传输速度快：光纤是至今为止传输速度最快的传输介质，能轻松达到1000Mbps； 传输距离长：它的主减极小，在较大的范围内是一个常数，在许多情况下几乎可以忽略不计的，在这方面比电缆优越很多。 多模光纤与单横光纤 光纤有单模光

6、纤和多模光纤之分； 单模光纤采用窄芯线，使用激光作为发光源，所以其地散极小；另外激光是发一个方向射入光纤，而且仅有一束，使用其信号比较强，可以应用于高速度、长距离的应用领域中，便也合得它的成本相对更高。 而多模光纤则更广泛地应用于短距离或相对速度更低一些的领域中，它采用LED 作为光源，使用宽芯线，所以其散较大；在加上整个光纤内有以多个角度射入的光，所以其信号不如单模光纤好，但相对低的价格是它的优势。 单模光缆 多模光缆四、现场总线电缆定义：是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备

7、和高级控制系统之间的信息传递问题 。主要用于：制造业、流程工业、交通、楼宇、电力等方面的自动化系统中。2003年4月，IEC61158 Ed.3现场总线标准第3版正式成为国际标准，规定10种类型的现场总线。Type 1 TS61158现场总线Type 2 ControlNet和Ethernet/IP现场总线Type 3 Profibus现场总线Type 4 P-NET现场总线Type 5 FF HSE现场总线Type 6 SwiftNet现场总线Type 7 World FIP现场总线Type 8 Interbus现场总线Type 9 FF H1现场总线Type 10 PROFInet现场总线

8、现场总线的技术特征(1) 全数字化通信(2) 开放型的互联网络(3) 互可操作性与互用性 (4) 现场设备的智能化 (5) 系统结构的高度分散性(6) 对现场环境的适应性现场总线的特点现场控制设备具有通信功能，便于构成工厂底层控制网络。通信标准的公开、一致，使系统具备开放性，设备间具有互可操作性。功能块与结构的规范化使相同功能的设备间具有互换性。控制功能下放到现场，使控制系统结构具备高度的分散性。现场总线的优点现场总线使自控设备与系统步入了信息网络的行列，为其应用开拓了更为广阔的领域；一对双绞线上可挂接多个控制设备， 便于节省安装费用；节省维护开销；提高了系统的可靠性；为用户提供了更为灵活的系

9、统集成主动权。现场总线技术的发展趋势从现场总线技术本身来分析，它有两个明显的发展趋势：一是寻求统一的现场总线国际标准二是Industrial Ethernet走向工业控制网络 统一、开放的TCP/IP Ethernet是20多年来发展最成功的网络技术 ，过去一直认为，Ethernet是为IT领域应用而开发的，它与工业网络在实时性、环境适应性、总线馈电等许多方面的要求存在差距，在工业自动化领域只能得到有限应用。事实上，这些问题正在迅速得到解决，国内对EPA技术（Ethernet for Process Automation）也取得了很大的进展。随着FF HSE的成功开发以及PROFInet的推广

10、应用，可以预见Ethernet技术将会十分迅速地进入工业控制系统的各级网络。现场总线的现状由于各个国家各个公司的利益之争，虽然早在1984年国际电工技术委员会/国际标准协会（IEC/ISA）就着手开始制定现场总线的标准，至今统一的标准仍未完成。很多公司也推出其各自的现场总线技术，但彼此的开放性和互操作性还难以统一。目前现场总线市场有着以下的特点：多种现场总线并存 目前世界上存在着大约四十余种现场总线，如法国的FIP，英国的ERA，德国西门子公司Siemens的ProfiBus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBo

11、sch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，CarloGarazzi公司的Dupline，丹麦ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI（ActraturSensorInterface），MODBus，SDS，Arcnet，国际标准组织-基金会现场总线FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美国的DeviceNet与ControlNet等等。这些现场总线大都用于过程自动化、医药领域、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域，大概不到十种的总线占有左右的市场。各种总线都有其应用的领域 每种总线大都有

12、其应用的领域，比如FF、PROFIBUS-PA适用于石油、化工、医药、冶金等行业的过程控制领域；LonWrks、PROFIBUS-FMS、DevieceNet适用于楼宇、交通运输、农业等领域；DeviceNet、PROFIBUS-DP适用于加工制造业，而这些划分也不是绝对的，每种现场总线都力图将其应用领域扩大，彼此渗透。每种现场总线都有其国际组织和支持背景 大多数的现场总线都有一个或几个大型跨国公司为背景并成立相应的国际组织，力图扩大自己的影响、得到更多的市场份额。比如PROFIBUS以Siemens公司为主要支持，并成立了PROFIBUS国际用户组织WorldFIP以Alstom公司为主要后

13、台，成立了WorldFIP国际用户组织。多种总线成为国家和地区标准 为了加强自己的竞争能力，很多总线都争取成为国家或者地区的标准，比如PROFIBUS已成为德国标准，WorldFIP已成为法国标准等。设备制造商参与多个总线组织 为了扩大自己产品的使用范围，很多设备制造商往往参与不止一个甚至多个总线组织。各个总线彼此协调共存 由于竞争激烈，而且还没有哪一种或几种总线能一统市场，很多重要企业都力图开发接口技术，使自己的总线能和其他总线相连，在国际标准中也出现了协调共存的局面。工业自动化技术应用于各行各业，要求也千变万化，使用一种现场总线技术也很难满足所有行业的技术要求；现场总线不同于计算机网络，人

14、们将会面对一个多种总线技术标准共存的现实世界。技术发展很大程度上受到市场规律、商业利益的制约；技术标准不仅是一个技术规范，也是一个商业利益的妥协产物。而现场总线的关键技术之一是彼此的互操作性，实现现场总线技术的统一是所有用户的愿望。主流现场总线简介下面就几种主流的现场总线做一简单介绍。1基金会现场总线（FoundationFieldbus 简称FF）这是以美国Fisher-Rousemount公司为首的联合了横河、ABB、西门子、英维斯等80家公司制定的ISP协议和以Honeywell公司为首的联合欧洲等地150余家公司制定的WorldFIP协议于1994年9月合并的。该总线在过程自动化领域得

15、到了广泛的应用，具有良好的发展前景。基金会现场总线采用国际标准化组织ISO的开放化系统互联OSI的简化模型（1，2，7层），即物理层、数据链路层、应用层，另外增加了用户层。FF分低速H1和高速H2两种通信速率，前者传输速率为31.25Kbit/秒，通信距离可达1900m，可支持总线供电和本质安全防爆环境。后者传输速率为1Mbit/秒和2.5Mbit/秒，通信距离为750m和500m，支持双绞线、光缆和无线发射，协议符号IEC1158-2标准。FF的物理媒介的传输信号采用曼切斯特编码。CAN（ControllerAreaNetwork 控制器局域网） 最早由德国BOSCH公司推出，它广泛用于离散控制领域，其总线规范已被ISO国际标准组织制定为国际标准，得到了Intel、Motorola、NEC等公司的支持。CAN协议分为二层：物理层和数据链路层。CAN的信号传输