以太網作為工業通信協議的采用增長在智能工廠的這一演變中發揮了關鍵作用。最初僅限于工廠的控制和信息級別，IEEE已經批準了對原始IEEE 802.3協議的許多擴展，使以太網能夠支持工業過程的確定性要求。此后，這些擴展已成為開放標準，在工業中廣泛部署，并使工業環境中以太網部署呈指數級增長。

工業以太網的設計注意事項

以太網正迅速成為工業環境中的主要網絡技術，最近的IEEE 802以太網子標準涵蓋了支持實時通信所需的機制。隨著越來越多的工廠系統使用以太網設備，設計人員必須確保網絡模塊能夠承受工廠環境的惡劣條件。在選擇組件時，必須考慮堅固性、工作溫度范圍、灰塵、電噪聲和振動等因素。無處不在的RJ45連接器多年來一直是網絡布線的支柱，仍然是工廠環境中首選的連接器解決方案，本文著眼于將這些連接器集成到工廠系統中時必須考慮的一些因素。

工業環境中的以太網變化

不斷提高生產力和資產回報率的持續推動使工廠自動化水平逐年增長，連接設備激增。隨著機器人系統的使用從傳統的裝配線轉向更小、更靈活的應用，包括人類操作員和機器人一起工作的協作工作空間，機器人系統的部署正在迅速增加。許多通用標準的開發促進了自動化水平的提高，促進了開放系統的發展，確保了來自不同制造商的更大范圍的設備的互操作性。

以太網作為工業通信協議的采用增長在智能工廠的這一演變中發揮了關鍵作用。最初僅限于工廠的控制和信息級別，IEEE已經批準了對原始IEEE 802.3協議的許多擴展，使以太網能夠支持工業過程的確定性要求。此后，這些擴展已成為開放標準，在工業中廣泛部署，并使工業環境中以太網部署呈指數級增長。

以太網連接解決方案 - MagJack? ICM詳細了解我們的能力以太網的持續發展

以太網協議跨越 OSI 層模型的第 1 層（物理）和第 2 層（數據鏈路），并描述了聯網設備如何格式化數據以傳輸到同一網段上的其他網絡設備，以及如何將該數據放在網絡連接上。典型的以太網 LAN 最初設計為通過同軸電纜運行，現在使用特殊等級的雙絞線電纜或光纖電纜。以太網標準正在穩步發展，以包含新媒體、更高的傳輸速度以及幀內容和功能要求的變化，例如定義以太網供電 ［POE］ 的 802.3af。

工業環境中最常安裝的以太網系統是 100 BASE-T（“BASE-T”表示使用雙絞線布線），提供高達 100 兆比特每秒 （Mbps） 的傳輸速度。千兆以太網提供 1000 Mbps（每秒 1 千兆位或 1 億位）的速度，10 GbE 或 10 GB 以太網提供高達 10 Gbps 的速度。 更高的速度正在不斷開發中以實現標準化。

PHY 是 OSI 模型物理層的縮寫，是指實現物理層功能所需的電路。以太網 PHY 是實現 1000BASE-T、100BASE-TX 和 10BASE-T 標準的以太網物理層部分的組件，PHY 功能通常在以太網線路調制的模擬域和鏈路層數據包信令的數字域之間的接口芯片中實現。圖 1 概述了 PHY 設備實現的功能。

圖 1：與 MAC 和物理介質的以太網 PHY 連接

從圖 1 可以看出，還有另外兩個重要組件組成了以太網 PHY 功能?！按判栽笔且环N模擬電路，旨在滿足IEEE 802.3 10/100/1000BASE-T規范的電氣接口要求，允許以太網網絡上的不同節點進行長距離連接。磁性元件可滿足關鍵的電氣接口要求，包括電氣隔離、信號平衡、共模抑制、阻抗匹配和EMC改進。RJ45連接器是一種低成本的八位8P8C，長期以來一直是以太網連接的中流砥柱，并且在當前使用的所有以太網電纜上都可以找到。因此，任何 PHY 板都必須包括合適的 RJ45 連接器。

支持工業以太網市場對ICM的需求

如今，許多連接器制造商都在提供集成連接器模塊（ICM），其中磁性電路內置于RJ45型連接器塊中。在PHY板的設計中使用ICM具有許多優點，包括更少的元件數量 - 從而降低生產/組裝成本，通過金屬屏蔽層對敏感的電纜側信號進行更好的EMC屏蔽，以及更小的PCB尺寸。ICM還使PHY模塊設計完全在數字域中，模擬電路封裝在連接器內。

作為集成連接器模塊 （ICM） 的發明者和最大供應商，Bel 集團旗下公司 Bel Magnetic Solutions 為通信、工業和商業應用提供廣泛的磁性元件。Bel 廣泛的產品組合包括 3 種專門針對工業以太網市場的 ICM 產品，在惡劣環境中需要可靠、低成本的連接，工作溫度在 -40°C 至 +85°C 之間。 ICM 適用于多種應用，包括工業以太網控制器、機器控制板、以太網照明控制、工業無線接入點和工業視頻顯示單元，下表 1 總結了這些 ICM。

表 1：用于工業以太網應用的 BEL TRP ICM

改編自 Bel 數據表 - 工業以太網磁杰插孔? ICM部件號描述

這些 ICM 與所有主要的 10/100Base-T 和 1GBase-T PHY 兼容，體積小、易于使用，旨在應對工廠生活中的壓力和應變。連接器經久耐用，使用壽命長，確保極低的故障率，工作溫度范圍為 -40°C 至 85°C。 紅外回流焊兼容性和卷帶包裝選項支持自動插入 PCB，進一步降低模塊生產成本。

ICM解決方案的領導者

隨著以太網成為工廠中占主導地位的通信協議，越來越多的工業機器（包括各種機器人系統）必須連接到以太網網絡。工業規格網絡設備（如工業以太網控制器和機器控制板）的設計人員必須仔細選擇組件，關鍵考慮因素是耐用性、生命周期和成本。ICM模塊在確保惡劣環境中的持久和可靠連接方面發揮著關鍵作用;這些連接器不僅必須提供必要的機械耐久性，而且它們的電氣性能在惡劣和嘈雜的工廠環境中也至關重要。

審核編輯：郭婷