关于可靠光纤网络的网络直播问答:设计和部署最佳实践

下面提供了关于如何避免电磁干扰(EMI)并使用光纤跨制造区域和设备的以太网/IP网络实现更远的距离和更高的性能的其他答案。Panduit公司的业务发展经理Robert Elliot在4月份的网络广播中回答了听众的问题，该网络广播提供了有关物理层最佳实践的指导，并了解了以太网/IP网络中每个物理层正确的光纤介质选择，以及设计建议。

下面提供的答案提供了一个光纤通信教程，以回应观众的额外问题，这些问题不适合在网络广播的一小时时间内安排。该网络直播最初于2015年4月23日星期四播出，注册后即可观看。请连结至本档案底部的网络直播。

问题一:你们如何将信息技术(IT)和制造网络分离?

答:IT网络和制造网络需要通过有效的防火墙系统进行隔离。这在思科-罗克韦尔自动化“融合全厂以太网设计与实现指南"：

问题2:100mbps光纤/铜缆以太网的布线问题是什么?

答:我们在光纤和铜缆上看到的100mbps以太网的一个问题是在自动化孤岛上，其中普遍的做法是使用铜缆进行现场终止，而不测量永久链路的性能。在较低的数据速率下，这种做法可能不会发现任何类型的问题。随着数据速率的增加，任何性能缺陷都会表现为数据完整性的丧失。

Q3:有哪些方法可以解决安全问题?

答:使用虚拟局域网(vlan)对网络流量进行分段，并使用思科-罗克韦尔自动化“融合全厂以太网设计和实施指南”中概述的有效防火墙系统，可提供非常安全的运营网络。额外的物理安全组件，如插孔屏蔽、键控连接和插头锁定，可以防止意外插入或移除连接组件。

问题4:1)管理光纤电缆的导电元件以避免电磁干扰和接地问题(如金属屏蔽、装甲、示踪线等)的最佳方法是什么?2)建议的埋深(土地位置问题)是什么，以避免挖掘破坏，特别是在服务区域?

答:传统的装甲纤维通常使用柔性金属外护套提供保护。这种金属外壳必须在电缆运行的两端有效接地。我们看到的一个问题是，在棕地站点，公用事业馈电可能不是来自同一点，因此两个端点之间可能存在显著的电位差，例如大于1 V RMS[均方根]。在这种情况下，可能需要使用电位均衡导体来连接两个端点并消除地电位差。

关于埋深的问题，在BiCSi“电信分配方法手册”(TDMM)和国家电气规范第300.5条中给出了北美的一些指导。

Q5:请对安装实践、安全性和未来带宽发表评论。

答:关于安装实践，Panduit建议从基于标准的网络设计开始，例如北美的TIA-568和TIA-1005标准，然后使用BiCSi标准中描述的最佳实践安装方法，例如BiCSi的“电信分发方法手册”(TDMM)。安全是通过逻辑(如VLAN，防火墙)和物理(如键控连接，可锁定的外壳等)方法的组合来实现的。

使用基于标准的方法来设计和安装网络电缆将侧重于使用永久链路，并在安装后进行测试。这保证了当前和未来的性能需求得到满足，从而适应未来的网络数据需求。

Q6:确保100%可靠性和100%在线时间的最佳实践是什么?

答:实现高可靠性的最佳实践在思科-罗克韦尔自动化“融合全厂以太网设计和实施指南”中有描述。此外，对于高可用性网络，建议使用基于弹性以太网协议(REP)的光纤环拓扑。

在物理层方面，从网络研讨会中总结了一些需要遵循的关键步骤:1)采用融合的全厂以太网拓扑;2)使用基于标准的设计;3)使用区域拓扑;4)确定光纤的目标用途，选择合适的光纤，了解要连接的设备和网络的距离要求，以及带宽和光纤数量;5)了解应用环境，使用MICE标准[参见网播中的机械、入口、气候/化学和电磁条件表];6)衡量永久链接的性能。

Q7:对于光纤网络，您如何在调试期间测试其可靠性?

答:基于标准的设计方法侧重于使用可测试的永久链接作为整个通道的一部分。通过测试验证链路性能，保证可靠的数据吞吐量。额外的光纤安装和处理最佳实践在:https://www.flukenetworks.com/content/fiber-testing-best-practices-pocket-guide-google

处置。用于通信的光纤也可以用于照明吗?

答:不，这有安全隐患。用于通信的光纤不能用于提供照明。网络研讨会中描述的以太网光纤传输中使用的信号波长位于光谱的红外部分，不可见。重要安全隐患:使用通电光纤时，绝不能直视光纤外露的一端，以免严重伤害眼睛。

问题9:与无线通信相比，光纤通信的成本是多少?

答:这是一个很难回答的问题，因为这真的取决于你希望媒体做什么。光纤将以安全的方式提供支持数百米(多模)到数十公里(单模)距离的高数据速率流量的能力。无线部署将提供支持移动用户的能力，并可用于不易安装电缆的地区。根据所使用的类型，无线部署可能能够通过以太网供电(PoE)供电，因此不需要公用电源。

问题10:以太网/IP的未来是什么?

答:我们非常确定的一点是，随着时间的推移，数据速率将会上升。光纤布线和连接是在以太网/IP以太网协议标准中指定的ODVA每秒1千兆位(Gbps)，但到目前为止，关于10gbps的讨论还很少。另一方面，铜通道只指定为10 / 100 Mbps，预计未来将上升到1 Gbps。

Q11:纤维有哪些种类?

答:设计人员面临的关键选择是使用多模光纤还是单模光纤。选择可以总结如下:

多模光纤-考虑以1gbps的速度使用550米或以100mbps的速度使用2公里，使用更低成本的收发器，连接器和安装。

单模光纤-考虑用于长达40公里的长距离，高带宽要求，并使用高成本的收发器。

偶尔也会提到塑料光纤(POF)。这种类型的纤维非常容易安装，并且涉及使用直径大得多的聚合物纤维。它支持较低的数据速率，并且POF通道的最大到达距离只有几十米，因此没有广泛用于以太网应用。

Q12:哪些是最好的光纤?光纤的下一步是什么?

答:对上面问题11的回答给出了最佳纤维类型的选择。就下一步而言，我认为我们可以在两个领域看到光纤在工业环境中的应用。第一种是使用介质导管光纤(DCF)，其中坚固耐用的抗挤压聚合物导管包裹着光纤，提供了一种更轻、更紧凑的铠装光纤替代方案，并且不需要注意接地和粘接。第二种是聚合物包层光纤(PCF)，其玻璃芯和包层的直径比单模或多模光纤大，提供了一种非常电工型的、对安装人员友好的端接方式。

请比较光纤连接器的类型和各自的优点。

答:存在许多光纤连接器类型，可能多达20种左右，尽管其中许多已不再使用。随着时间的推移，我们看到人们越来越关注朗讯连接器(LC)的使用，它提供了一个非常小的外形，主要用于数据中心的高密度应用。我们看到工业自动化网络交换机制造商也关注这种连接器类型。该连接器与配套适配器连接在一起。我们看到方形连接器或订阅者连接器(SC)也具有卡扣耦合，而直尖连接器(ST)具有卡口式耦合，可在更靠近节点或端点的地方使用。

问题14:如何将网络冗余用于流程工业等关键应用程序?

答:思科-罗克韦尔自动化“融合全厂以太网设计和实施指南”描述了用于确保最高网络可靠性的设计原则。网络拓扑，如弹性以太网协议(REP)和使用光纤环方法连接第二层交换，提供了一种快速收敛的冗余网络方法。靠近节点，设备级环(DLR)可以与光纤或铜环架构一起使用。在更传统的星型网络中，我们看到使用来自网络交换机的双上行链路(主链路和冗余链路)。在某些情况下，这些电缆在物理上分开的路径上布线。

Q15:安装后，测试方法有哪些类型，最常见的安装错误，以及最常见的设计错误?

答:进行测试的关键是测量永久链接的性能。这种鉴定包括在链路的一端使用光源和在链路的另一端使用接收设备。该设备将根据TIA-568-C进行验证。3性能限制。该设备将指导故障排除并识别高损耗和高反射的连接器。由于芯径较小，单模安装更加困难。这些系统也不能容忍较差的反射率。设计的关键步骤是确保进行网络研讨会中描述的功率损耗预算计算。

- Robert Elliot是Panduit Corp.的业务发展经理;Mark T. Hoske编辑，内容经理，C控制工程，mhoske@cfemedia.com．

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泛达公司。可靠的光纤网络:设计和部署最佳实践。

思科-罗克韦尔自动化。”融合全厂以太网设计与实现指南2011年9月9日更新。

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