环路冗余大体可以采用三种方法：
* 单机单环冗余。
* 双机单环冗余。
* 双机双环冗余。
双环的主要优势在于可以通过双通道连接，从而避免单个线缆出错带来的问题。双机同样也可以避免单个设备出错带来的问题。
3、主干冗余Trunking技术
这种方式是将不同交换机的多个端口设置为Trunking主干端口，并建立连接，这样在交换机之间可以形成一个高速的骨干链接。不但成倍的提高了骨干链接的网络带宽，增强了网络吞吐量，而且还还提供了另外一个功能，即冗余功能。当网络中的骨干链接产生断线等问题，那么网络中的数据会通过剩下的链接进行传递，保证网络的通讯正常。Trunking主干网络可以采用总线型和星型网络结构，理论通讯距离可以无限延长。该技术由于采用了硬件侦测及数据平衡的方法，所以使网络中断恢复时间达到了新的高度，一般恢复时间可以达到10ms以下。
由于冗余会明显加大设备成本，所以采用什么样的冗余结构应当根据项目工程需要来考虑。
最后一个有关拓扑的问题是连接线长和连接能力的问题。
商用以太网在线长和连接能力方面有著名的5-4-3规则：网络中可以有5个网段，通过4个中继器连接，但只有3个网段可以连接计算机。
这些类似的规则在工业以太网的环境中仍然发挥着作用。事实上，在类似于化工等工业车间中，连接线长的问题是非常突出的。在使用以双绞线为基础的线缆还是使用光纤的问题上，一个重要的考虑方面就是连接线长的问题。在不使用中继器的情况下，线缆需要考虑100m内的限制，对于光纤的限制则可以达到千米级的水平。基于物理性质的要求，各大工业以太网方案在线长，和可连接节点数上都做出明确的要求。这方面的工业标准有：ISO/IEC 11801。[15>
下面给出一个典型的车间工业网络拓扑结构图：
图2.6一个典型的车间工业网络拓扑结构
在以上的内容中，我们分别在三个主要方面对工业以太网物理层的相关问题进行了说明，应该说作为一种以太网的推广理由，低成本的商用以太网设备可以在工业控制系统中使用。在某些运用中，这些运用是可行的。但工厂环境毕竟有其自的特点，尽管都希望使用商业渠道中可以获得的以太网芯片和介质，但这些工厂对产品的要求确实与办公室对这些产品的要求是不同的。这些方面的原因包括一般环境因素，比如高温，湿度和振动等的影响;物理环境因素，如EMC ，射线辐射等，也有安全因素，如电源，接地等方面。在动辄百万价值的工业设备上，确实需要有严格的设备和环境标准在。下面给出在电缆，连接器等方面的工业自动化开放网络协会（IAONA）的一个建议标准。[15>
参数值附则工作环境温度0～+55°C 存储温度-25～+70°CIEC 61131-2温度波动范围5 ～55°C, 3°C/minIEC60068-2-14工作中湿度要求10 ～95% 非冷凝 抗震性5G@10～150 Hzacc.EN 60068-2-6 电缆类别（最低需求）EN 50173:2002 or ISO/IEC 11801, Class D 阻抗特性IEC 60068-2-x 接地EN 50310
表2.4 IAONA的一个建议标准
三、关于前端设备的工作机制问题
对于商用以太网，千兆甚至万兆已成为骨干网的选择，但对于工业以太网似乎有些超前，毕竟工业网络要求的是稳定和实时，因此100BASE-TX和全双工机制目前已经成为工业网络的首选。已经在商业网络中稳定运行多年的100M的标准带宽能满足FA/PA的绝大多数通信要求，全双工机制又能克服CSMA/CD带来的网络传输不确定性。
目前市面上还有很多的PLC、PAC、HMI以及嵌入式设备选用10M半双工传输机制，含这种机制的NIC前端设备很可能会和与其相连的网络二层、三层设备不尽兼容（电口10/100M自适应兼容,但光口只有100M全双工不兼容）存在数据传输的不确定性隐患。
（收发器、光交换机图片由TSC卓越北京公司提供 ）
如上图，收发器和交换机的光口级连，双方均是100M全双工，而电口是10M/100M，全双工/半双工自适应。
四、小结
综上所述，由于BELDEN公司收购了全球领先的工业网络解决方案提供商HIRSCHMANN公司，让我们开始关注工业网络中最容易被忽略的一层------物理层，我们探讨了的几个问题：工业以太网的布线、网络拓扑结构和网络传输机制。简单的分析可以得出如下结论：
1．目前工业以太网的布线系统的的确确处于原始的初级阶段。
随着IP技术在工业领域的不断渗入，现场设备层也大量的采用IP地址寻址（如传感器 、传动设备等）那么可以预见应用于工业领域的布线系统及设备会一改目前“缆+头”的连接模式，会变得更复杂、更灵活，防护等级会更高，支持移动性方面也会更高。这里面会蕴藏大量商机。
2．如果不考虑无线网络系统，目前工业以太网的拓扑结构主要还是星型和环型，基于安全可靠方面的考虑，冗余双星型和冗余双环型是主流网络拓扑，而环型似乎更受到自动化用户的青睐。
3．由于工业网络传输数据量并不是很大，但要求实时可靠的特点，100BASE-TX、全双工应是目前和将来很长一段时间工业网络设计的主流传输机制。采用10BASE-T和半双工传输机制将会为将来的系统兼容性带来麻烦。
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