工业以太网交换机嵌入式核心模块801M技术解析
——将您的工业设备引入工业以太网，深化“工业以太网”行业应用
深圳市三旺通信技术有限公司 熊伟 杜颖
[摘要]模块能够将多个站点的以太网信号复合到环形光纤链路中传输。支持对光纤环路的自动检测和倒换，倒换时间不大于300ms。模块的MAC口速率100Mbit/s符合IEEE802.3标准，支持VLAN帧传输，可连接交换芯片。具有100M以太网环网结构，支持全局网管。整个模块电路由大规模FPGA和工业级芯片组成，FPGA程序自主开发并拥有技术产权。模块尺寸小巧，使用工业级元件生产。模块支持电源冗余，符合工业级设计要求。
[关键词] 工业以太网 工业控制 冗余环网 电源冗余 全局网管
[行业背景阐述] 在当今工业控制系统中，各种设备均已普遍朝着智能化方向发展。最常用的PLC、RTU、FTU、TTU、数据采集模块等先进的工业设备都已经基本实现了智能化和网络化，将以太网技术应用于工业控制领域已成为势不可挡的发展潮流，工业以太网技术发展迅速，工业以太网产业发展的速度令人震惊。801M 是三旺通信技术有限公司专为工业应用而开发的高性能、低成本嵌入式工业以太网交换机模块。
一、 模块功能简介
801M是深圳市三旺通信技术有限公司专为工业应用而开发的高性能、低成本嵌入式网管型工业以太网交换机核心技术模块。该模块具有100M以太网环网结构，支持全局网管。它能够将多个站点的以太网信号复合到环形光纤链路中传输。模块支持对光纤环路的自动检测和倒换，倒换时间不大于300ms。支持2个环路光口，可组成光纤冗余环网。模块的MAC口速率100Mbit/s符合IEEE802.3标准，支持VLAN帧传输，可连接交换芯片。模块有强大的网管功能，基于RS232协议的全网统一网管平台，网管通道独立于业务通道之外，使网管系统可以免遭网络病毒及黑客程序的攻击，提高系统运行的安全性。专门开发的上位机网管软件，可以对网络内的设备进行地址自动生成，以及对网络拓扑的自动扫描与自动生成。整个模块电路由大规模FPGA和工业级芯片组成，FPGA程序自主开发并拥有技术产权。模块尺寸小巧，使用工业级元件生产。模块支持电源冗余，符合工业级设计要求。光纤网络的冗余功能，独立的全网网管通道，冗余的电源输入功能，功能强大的全网实时网管系统。为系统的可靠运行提供了多重保障。用户通过简单配置即可实现形式多样的工业以太网交换机，或者通过在工业设备中嵌入该模块，就能轻易为用户设备带来具有工业性能的冗余环网功能。801M模块可广泛应用在以太网光端机、工业级环网冗余交换机等产品中。
图1 工业以太网交换机嵌入式核心模块801M
二、 模块特点概述
即插即用快速以太网冗余环状拓扑结构。支持基于RSTP的SW-Ring环网协议。
支持30台设备组环。
全负载情况下线路故障恢复时间小于300ms，增强了系统通信的可靠性。
支持6个10Base-T/100Base-TX自适应的以太网接口，和2个100Base-FX冗余光纤接口。
电口支持MDI/MDI-X自动连接。
支持基于端口的VLAN标准以便利于网络规划，控制广播域和网段流量，提高网络安全性和可管理性。
支持广播风暴抑制功能。
支持MAC地址过滤功能。
支持优先级及接口速率的设置与查询，提高数据传送的确定性。
支持电源、端口链路及环网状态的本地告警和远端告警。
支持告警信息继电器输出。
网管通道独立于业务通道之外，不影响业务通道带宽，在确保系统100M线速基础上，提供基于串口的全局网管平台。
三、 模块主要功能
100Mbit/s光纤冗余
工业现场网络发生故障后，尽快对网络进行重构，对工业现场来说十分重要，否则连接的终端设备会断开逻辑通信连接。801M采用了三旺通信自主开发的SRing技术，提供冗余光口来实现光纤网络冗余，使系统出现故障后在300ms内恢复连接。
100Mbit/s双绞线冗余
801M提供以太网口的网络冗余(双绞线)，当网络出现中断时，系统可在300ms内完成网络重构，使通信恢复正常，提高了系统稳定性和安全性。
配置、网管功能
801M工业以太网交换机可通过CONSOLE口进行交换机或整个网络参数的设置、查询与管理。
指示功能
801Module工业以太网交换机产品在前面板上通过指示灯能正确指示端口状态，包括传输速率，链路连接状态以及系统状态的正确指示。
VLAN（虚拟局域网）功能
在网络内可根据端口划分多个VLAN，实现在同一VLAN的用户可以互通，不同VLAN的用户不能互通。801Module的VLAN设置符合IEEE802.1Q标准，可以实现跨交换机的相同VLAN互通，801Module最多支持16个基于IEEE802.1Q 标准的VLAN。
802.1p优先级功能
IEEE 802.1p是在LAN环境中最广泛使用的优先级方案。801Module支持802.1p标准，当连接到801Module的用户终端不支持802.1p而又希望对不同端口的业务分配不同的优先级时，可以使用此功能进行基于端口的优先级设置。此设置只影 |
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