以太网测试和数据传输技术
用于计算机网络的以太网于 1980 年首次投入商业应用,于 1983 年被广泛采用并标准化为 IEEE 802.3。到了 20 世纪 80 年代末,以太网已成为局域网领域的主导技术。1990 年,支持 10BASE-T2 标准(使用两对双绞线)的四对双绞线电缆取代了以前的笨重电缆,并一直沿用至今。
最大以太网数据速率已从最初的 2.94 Mbit/s 提高到了 400 Gbit/s。目前,就数据速率而言,铜质双绞线在设备间的传输速率最慢,这也是许多 LAN 使用的基础电缆。大部分电缆都是 5/5e 类和 6 类,支持 1GBASE-T,最大数据速率为 1 Gbps(10 Gbps 和 100 Gbps 数据速率需要使用光纤电缆)。2.5GBASE-T 和 5.0GBASE-T 标准可以将现有电缆的数据速率分别提高到 2.5 Gbps 和 5 Gbps,传输距离可达 100 米。
以太网技术逐渐被应用到其他领域。以太网技术一开始无法用于汽车应用,但是使用单对双绞线电缆进行传输后(在 xBASE-T1 标准中以“T1”表示),便成为了提高车载信号传输速率的优选技术。单对双绞线技术最初由 Broadcom 开发,并以 BroadR-Reach 为技术名称进行了商业化。从 2011 年起,单对以太网联盟(OPEN 联盟)特别兴趣小组开始推广这项技术,促进该技术被采用为 802.3 以太网标准系列的一部分,100BASE-T1S 成为 802.3bw 标准。“S”代表 15 米以下的短传输距离,适合汽车应用(也支持 40 米传输)。物理层针对单对非屏蔽双绞线电缆进行了优化,显著降低了布线成本和重量,同时保持可接受的 EMC 性能水平。
xBASE-T1S 标准提供了可用于汽车应用的以太网技术,而 10BASE-T1L(长传输距离,最长 1000 米)则为现场设备(传感器和执行器)之间的数据传输提供了无缝以太网连接,是自动化制造和加工设施中一项非常重要的工业以太网标准。10BASE-T1L解决了迄今为止一直限制在过程自动化中使用以太网的挑战。这些挑战包括功率、带宽、布线、距离、数据岛以及与危险区域应用的安全连接。10BASE-T1L 可以继续使用一开始安装用于 4 mA 至 20 mA 传输、可寻址远程传感器高速通道 (HART) 和控制与通信 (CC) 链路应用的单对双绞线电缆。