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1、工业以太网传输平台工业以太网传输平台原理及应用原理及应用目目 录录二二二二工业以太网传输平台关键设备工业以太网传输平台关键设备网络交换机网络交换机一一一一工业以太网的基本概念工业以太网的基本概念三三三三KJJ103KJJ103矿用网络交换机在工业以太环网中的连接矿用网络交换机在工业以太环网中的连接四四四四在中心站主机设置地面交换机在中心站主机设置地面交换机IPIP模块及网管功能模块及网管功能五五五五常见故障分析与排除常见故障分析与排除一、工业以太网基本概念一、工业以太网基本概念 以太网是一种应用最为广泛的局域网，它包括以太网是一种应用最为广泛的局域网，它包括 标准以太网（标准以太网（10Mbp
2、s10Mbps）、快速以太网（）、快速以太网（100Mbps100Mbps）、）、千兆以太网（千兆以太网（1000 Mbps1000 Mbps）以及）以及10G10G以太网以太网.快速以太网是一种拥有快速以太网是一种拥有100Mbps100Mbps带宽带宽，基于载波侦听基于载波侦听多路访问和冲突的检测技术的以太网络。多路访问和冲突的检测技术的以太网络。它主要分以下三个子类：它主要分以下三个子类：100BASE100BASETXTX 100BASE 100BASEFXFX 100BASE 100BASET4T4 目前在我国矿井下搭建的工业以太网传输平台主要目前在我国矿井下搭建的工业以太网传输平台
3、主要为快速以太网和千兆以太网。为快速以太网和千兆以太网。交换机性能排名：赫斯曼、莫杉、西门子交换机性能排名：赫斯曼、莫杉、西门子1 1、什么是以太网？、什么是以太网？2 2、什么是快速以太网？、什么是快速以太网？什么是什么是 100BASE100BASETX TX？一种使用一种使用5 5类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。以太网技术。其中：其中：100BASE100BASETX TX 100BASE100BASETXTX以太网技术的特点：以太网技术的特点：使用两对双绞线（一对发送数据，一对接收数据）使用两对双绞线（一对发送数据，一对接收数据）
4、使用使用RJRJ4545连接器；连接器；传输信号频率：传输信号频率：125MHz125MHz；最大网段长度：最大网段长度：100100米；米；支持全双工数据传输。支持全双工数据传输。传输速度传输速度:100Mbps100Mbps表示基带表示基带表示：表示：双绞线双绞线3.3.使用使用MICMICFDDIFDDI、STST或或SCSC连接器；连接器；一种使用光缆，带宽为一种使用光缆，带宽为100Mbps100Mbps的快速以太网技术。的快速以太网技术。什么是什么是 100BASE100BASEFX FX？100BASE100BASEFXFX以太网技术的特点：以太网技术的特点：1.1.可使用（可使
5、用（62.562.5和和125um125um）单模和多模光纤；）单模和多模光纤；2.2.多模光纤的最大连接距离为多模光纤的最大连接距离为550550米；单模光纤的最大连接距离为米；单模光纤的最大连接距离为30003000米米4.4.信号频率为信号频率为125MHz125MHz；5.5.最大网段长度与所使用的光纤类型和工作模式有关，最大网段长度与所使用的光纤类型和工作模式有关，可为：可为：150m150m、412m412m、2000m2000m或更长至或更长至1010公里；公里；6.6.支持全双工的数据传输支持全双工的数据传输;特别适合有电气干扰的环境、较大距离的连接、特别适合有电气干扰的环境、
6、较大距离的连接、高保密环境等情况使用。高保密环境等情况使用。表示：光纤表示：光纤 3.3.信号频率为信号频率为25MHzMHz 一种使用一种使用3 3、4 4、5 5类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术以太网技术。什么是什么是 100BASE100BASET4T4？100BASE100BASET4T4以太网技术的特点：以太网技术的特点：1.1.使用使用4 4对双绞线，对双绞线，3 3对用于传送数据，对用于传送数据，1 1对用于检测冲突信号对用于检测冲突信号。2.2.传输中使用传输中使用8B8B6T6T编码方式编码方式;4.4.符合符合EIA586EIA58
7、6结构化布线标准结构化布线标准;6.6.最大网段长度最大网段长度:100:100米。米。5.5.使用与使用与10BASE10BASET T相同的相同的RJRJ4545连接器，连接器，表示：具有四对电话双绞线表示：具有四对电话双绞线什么是什么是 千兆以太网？千兆以太网？能提供能提供1000Mbps1000Mbps数据带宽，灵活处理新应用和新数据类型；数据带宽，灵活处理新应用和新数据类型；采用与采用与10M10M、100M100M以太网相同的帧格式、帧结构、网络协议、以太网相同的帧格式、帧结构、网络协议、全全/半双工工作方式、流控模式以及布线系统；半双工工作方式、流控模式以及布线系统；不改变传统以
8、太网的桌面应用、操作系统；升级到千兆网无不改变传统以太网的桌面应用、操作系统；升级到千兆网无需改变网络的应用程序、网管部件和网络操作系统；需改变网络的应用程序、网管部件和网络操作系统；能与能与10M10M、100M100M以太网很好地配合工作以太网很好地配合工作。目前主要有目前主要有1000BASE1000BASESXSX，1000BASE 1000BASE LXLX、1000BASE 1000BASE CXCX三种技术版本。三种技术版本。千兆以太网的主要技术特点：千兆以太网的主要技术特点：1000BASE1000BASESXSX千兆网：千兆网：只支持只支持直径直径62.5um62.5um或或
9、50um50um的的多模光纤多模光纤；工作波长为工作波长为770-860nm770-860nm；传输距离为传输距离为220-550m220-550m；采用低成本短波的采用低成本短波的CDCD（光盘激光器）发送器（光盘激光器）发送器 或或VCSELVCSEL（垂直腔体表面发光激光器）发送器；（垂直腔体表面发光激光器）发送器；1000BASE1000BASELXLX千兆网：千兆网：支持多模、单模两种光纤，使用相对昂贵的长波激光器；支持多模、单模两种光纤，使用相对昂贵的长波激光器；多模光纤多模光纤直径：直径：62.5um62.5um或或50um50um；工作波长：；工作波长：1270-1355nm1
10、270-1355nm；传输距离：传输距离：550m550m。单模光纤单模光纤直径：直径：9um9um或或10um 10um；工作波长：；工作波长：1270-1355nm1270-1355nm；传输距离约传输距离约5km5km。1000BASE1000BASECXCX千兆网千兆网:采用采用150150欧屏蔽双绞线（欧屏蔽双绞线（STPSTP）；）；配线间配线间 使用短跳线电缆连接服务器和高速外围设备；使用短跳线电缆连接服务器和高速外围设备；传输距离：传输距离：25m25m。2010-09-26 2010-09-26以工业以太环网为传输平台的以工业以太环网为传输平台的煤矿综合自动化系统煤矿综合自动
11、化系统 2010-09-26 2010-09-26二、工业以太网传输平台二、工业以太网传输平台 关键设备关键设备网络交换机网络交换机 2010-09-26 2010-09-26矿用网络交换机的定义及作用矿用网络交换机的定义及作用1.1.定义定义:用以连接井下工业以太网的本安终端设备。用以连接井下工业以太网的本安终端设备。2.作用作用:完成各终端设备相互间的数据传输。工作时通完成各终端设备相互间的数据传输。工作时通过光纤收发器接收地面中心站下发的数据，并负责对过光纤收发器接收地面中心站下发的数据，并负责对数据进行优化解环处理和将数据传送到更远的其它交数据进行优化解环处理和将数据传送到更远的其它交
12、换机或者中心站。换机或者中心站。2010-09-26 2010-09-26由由100M100M或或1000M1000M矿用网络交换机矿用网络交换机组成的井下工业以太环网组成的井下工业以太环网地面中心站主交换机地面中心站主交换机在系统中的连接示意图在系统中的连接示意图交换机及外围设备联接框图 2010-09-26 2010-09-26交换机内的电路板布局交换机内的电路板布局以太网转485通讯板 2010-09-26 2010-09-26本安电源板本安电源板3.6V/5V3.6V/5V转换设置点转换设置点3.6V/5V3.6V/5V转换设置转换设置3.6V/5V3.6V/5V电源板电源板 2010
13、-09-26 2010-09-26四、在中心站主机上 设置地面交换机的IP模块 2010-09-26 2010-09-26C2000设置程序的使用置程序的使用启动启动C2000C2000设置程序设置程序点击搜索菜点击搜索菜单单得到所有网络得到所有网络连接设备连接设备1.1.点击搜索菜单（在界面上显示所有网络连接设备）点击搜索菜单（在界面上显示所有网络连接设备）2010-09-26 2010-09-262.2.双击对应模块，进入模块设置双击对应模块，进入模块设置3.3.输入转换器安装地点，方便工程安装维护输入转换器安装地点，方便工程安装维护 2010-09-26 2010-09-264.4.设置
14、本地网络参数设置本地网络参数5.5.设置串口参数设置串口参数点击点击C2000C2000网络参数网络参数瓦斯监控系统设置方法图解：瓦斯监控系统设置方法图解：人员定位系统设置方法图解：人员定位系统设置方法图解：瓦斯监控系统瓦斯监控系统如此设置如此设置瓦斯监控系统瓦斯监控系统须如此设置须如此设置人员定位系统人员定位系统须如此设置须如此设置人员定位系统人员定位系统如此设置如此设置 修改完毕后点击修改完毕后点击“确确定定”，并等到，并等到 “参数设参数设置成功置成功”提示显示，修提示显示，修改才表示成功；否则须改才表示成功；否则须重新设置。重新设置。详见上图：详见上图：点击点击 修改完毕后点击修改完毕
15、后点击“确定确定”，并等到，并等到 “参数设参数设置成功置成功”提示显示，修改才表示成功；否则须提示显示，修改才表示成功；否则须重新设置。详见上图：重新设置。详见上图：2010-09-26 2010-09-26WEBWEB网页网页管理功能的使用 2010-09-26 2010-09-26 工作中，井下工业以太网中的任意一台交换机其ip地址、网关地址、端口使用情况、电源使用情况等，都可以通过通过WEBWEB网页网页进行查询、了解。注注2 2：网关即网关即GatewayGateway，又称为网间连接器、协议转换器。，又称为网间连接器、协议转换器。是一个网络连接到另一个网络的是一个网络连接到另一个网
16、络的“关口关口”，一个网络通向，一个网络通向其他网络的其他网络的IPIP地址。地址。注注1 1：由于由于OMATEOMATE交换机、交换机、KIEN6000KIEN6000交换机及交换机及SICOMSICOM交换机交换机的的WEBWEB网页管理方法都基本相似，所以在这里仅介绍网页管理方法都基本相似，所以在这里仅介绍OMATEOMATE交换机。交换机。2010-09-26 2010-09-261、交换机状态查询（OMATE6000型）首先打开首先打开IEIE浏览器，选择一台想要查询的交换机，并在下浏览器，选择一台想要查询的交换机，并在下图所示的地址栏内输入该交换机的图所示的地址栏内输入该交换机的
17、IPIP地址地址（如（如192.168.1.233192.168.1.233）得到以下对话框得到以下对话框：点击点击 然后在下图所示的对应栏中输入用户名：admin；密码：admin；点击“确定”进入设置界面（即管理界面）。点击此对话框右侧八个功能选项中的点击此对话框右侧八个功能选项中的 “端口状态端口状态”弹出端口状态界面：弹出端口状态界面：点击点击 在此界面中可查询到该交换机环网光口即端口8和端口9；分支光口端口1的连接状态，如为“断开”则表示未连接设备。在环网中，如端口8和端口9为“断开”则说明光纤已中断，此时局端交换机中的环网告警灯应点亮（正常时为灭）。通过此界面还可查询其他端口的连接
18、状态、主站设置情况和使用电源情况。主站设主站设置情况置情况使用电使用电源情况源情况 2010-09-26 2010-09-261、交换机端口设置（OMATE6000型）2、端口计数（OMATE6000型）在端口记数界面，网管人员可随时观察该交换机各个端口数据包的接收和发送情况，以判断该交换机的运行是否正常。2010-09-26 2010-09-263、IP地址设置（OMATE6000型）首先点击打开WEB管理界面左侧“其它”选项中的“IP设置”图标得到下图，然后依照图内提示和标注进行设置或更改。设置完成点击“提交”按钮，并重启交换机，设置方生效。注：1.凡更改过IP地址的交换机，更改完毕之后必
19、须对其子网掩码和默认网关做相应配置。2.设置或更改过IP地址后必须重启交换机才能生效。2010-09-26 2010-09-264、SNMP网络管理设置（OMATE6000型）设置的目的：设置的目的：以保证系统在监控主机上能以图表的方式显示以保证系统在监控主机上能以图表的方式显示 CiscoCisco路路由器由器/交换机的交换机的带宽带宽使用情况；以图形的方式显示网络错误；使用情况；以图形的方式显示网络错误；按端口和数据流向等进行分类；当交换机某端口出现异常时能按端口和数据流向等进行分类；当交换机某端口出现异常时能及时发送警告信息。及时发送警告信息。设置方法：1.击打开“其它”选项中的“SNM
20、P”图标进入SNMP功能设置界面；点击点击2.在服务器IP地址栏填写装有管理软件的地面监控主机的IP地址；3.在界面中的报警的端口栏，选勾上需要报警的端口，然后点击“提交“；点击点击 2010-09-26 2010-09-26五、常见故障处理五、常见故障处理 2010-09-26 2010-09-261、交换机不启动故障原因故障原因1 1：供电电源问题：供电电源问题解决办法解决办法：查看机箱里是否有查看机箱里是否有5V5V电源输入。无输入电源更换电源输入。无输入电源更换电源箱电源箱5V5V电源板。电源板。查看查看5V-3.3V5V-3.3V电源板上是否有电源板上是否有3.3V3.3V电压输出。
21、无电压输出。无输出则更换转换板。输出则更换转换板。故障原因故障原因2 2：供电电源正常，则交换机主板故障。：供电电源正常，则交换机主板故障。解决办法解决办法：更换交换机主板更换交换机主板 2010-09-26 2010-09-262、接上网线后，接上网线后，PINGPING不通。不通。故障原因故障原因：网线做错：网线做错解决办法解决办法：用测试仪检查网线是否正确。：用测试仪检查网线是否正确。3 3、光口指示灯不亮、光口指示灯不亮故障原因故障原因：光纤头插接不对：光纤头插接不对解决办法解决办法：交换光纤头插接：交换光纤头插接 2010-09-26 2010-09-264、光纤连接不正常光纤连接不
22、正常故障原因故障原因：光纤有抽芯：光纤有抽芯解决办法解决办法：用光纤检测设备：用光纤检测设备（ODDRODDR）检测光纤检测光纤坏掉之处，重新熔接光纤。坏掉之处，重新熔接光纤。故障原因故障原因：网络中没有设置局端或者设置了多：网络中没有设置局端或者设置了多个局端个局端。5、形成环网后丢包严重形成环网后丢包严重否存在多个或者无局端设备的现象。否存在多个或者无局端设备的现象。解决办法解决办法：断开环网，从交换机：断开环网，从交换机WEBWEB网页中的网页中的端口状态选项查询每台一交换机，看网络中是端口状态选项查询每台一交换机，看网络中是 2010-09-26 2010-09-266 6、环网无法形
23、成、环网无法形成故障原因故障原因：没有设置环网功能没有设置环网功能 没有设置局端；没有设置局端；设置了多个局端；设置了多个局端；物理光缆断开；物理光缆断开；解决办法解决办法：指定一台交换机，将其主板设置为局端形式。指定一台交换机，将其主板设置为局端形式。如果是如果是KIEN6000KIEN6000交换机，不设置跳线就不可能交换机，不设置跳线就不可能连接电口连接电口2 2和电口和电口3 3（即靠近光口的上下两个口）即靠近光口的上下两个口）如为如为OMATE6000OMATE6000交换机，则需检查是否将环网交换机，则需检查是否将环网的光纤连接到了交换机的分支光口的光纤连接到了交换机的分支光口1
24、1上？正确的环网上？正确的环网光口应连接到端口光口应连接到端口8 8和端口和端口9 9上。上。2010-09-26 2010-09-26解决办法解决办法：认真检查：认真检查485485线路或线路或RS485RS485专用通讯芯片专用通讯芯片7、pingping正常，但整个模块连接分站都中断正常，但整个模块连接分站都中断8 8、pingping正常、但其中有几台分站通讯不正常正常、但其中有几台分站通讯不正常解决办法解决办法：首先检查这几台分站本身有无：首先检查这几台分站本身有无RS485RS485通通讯，如无，则按讯，如无，则按7 7的方法解决；如有，可设法增加线的方法解决；如有，可设法增加线路
25、的匹配措施；也可分析软件的原代码，观察有无路的匹配措施；也可分析软件的原代码，观察有无数据回来，如有数据回来，数据回来，如有数据回来，重新启动软件或电脑问题即重新启动软件或电脑问题即可解决；可解决；如无，则按如无，则按7 7的方法解决。的方法解决。2010-09-26 2010-09-26故障原因故障原因：pingping分站连接分站连接IPIP模块不正常；模块不正常；解决办法解决办法：检查或更换检查或更换IPIP模块模块9 9、通讯不正常、通讯不正常1010、一安装好通讯就不正常、一安装好通讯就不正常解决办法解决办法：先搜寻整个网络中的：先搜寻整个网络中的IPIP模块，然后观察模块，然后观察
26、以太网平台的通讯是否稳定，再分析系统通讯。以太网平台的通讯是否稳定，再分析系统通讯。2010-09-26 2010-09-26解决办法解决办法：查看整个网络中是否连接外网，外网是查看整个网络中是否连接外网，外网是否可以上否可以上internetinternet；利用网络软件查看是否有大量网络广播利用网络软件查看是否有大量网络广播包或者包或者ARPARP包；包；平台上是否有网络摄像头或者电话在上平台上是否有网络摄像头或者电话在上面：如果有得做面：如果有得做 VLANVLAN，实现安全隔离；，实现安全隔离；11 11、整个网络不定时的出现多个不同地方分站、整个网络不定时的出现多个不同地方分站通讯中
27、断；通讯中断；2010-09-26 2010-09-26解决办法解决办法：瓦斯监控系统：瓦斯监控系统：重新设置该分站对应的模块；重新设置该分站对应的模块；更换分站主板（更换分站主板（184184芯片）；芯片）；查找通讯路；查找通讯路；人员定位系统：人员定位系统：若显示回发超时，若显示回发超时，检查检查184184通讯芯片；通讯芯片；检查通讯线路及分站。检查通讯线路及分站。如果一个模块带如果一个模块带3 3个分站，有一个通讯中断，故个分站，有一个通讯中断，故障点则可能出现在分站与障点则可能出现在分站与485485通讯线路上。通讯线路上。重新启动中心站软件；重新启动中心站软件；1212、网络正常，分站通讯中断、网络正常，分站通讯中断 故障原因故障原因 ：中心软件连接不上模块；中心软件连接不上模块；分站出现故障；分站出现故障；485485通讯线路故障通讯线路故障 2010-09-26 2010-09-26RS485RS485专用通讯芯片电原理图专用通讯芯片电原理图 2010-09-26 2010-09-26谢谢!Thankyou