一、以太網的傳輸介質

　　10G以太網的傳輸介質如下：

　　10G高速以太網可以滿足新的容量需求，解決了低帶寬接入、高帶寬舒翼伯瓶頸問題，擴大了應用范圍，并與以前的所有以太網兼容。

　　一般，全雙工的以太網協議并無傳輸距離的限制，在實際應用中是物理層技術限制了最大傳輸距離，但是可通過采用高性能的收發器或鏈路擴展器來延長以太網鏈路長度，因此，以太網技術也可以應用到MAN和WAN，而且采用以太網技術構建的MAN和WAN的費用比采用ATM/SONET技術構建的類似的系統降低約25%。正是這些因素促使以太網從局域網擴展到MAN.WAN并建立工作速率為10Gb/s的可靠、高速的數據網。這樣網絡將基于單一的核心技術，易于管理，費用低廉。在10Gb/s的高速數據速率下，以太網作為WAN技術可避免協議轉換，實現WAN與LAN.MAN無縫連接，并與DWDM光網絡無縫兼容。

　　因此10G高速以太網的物理傳輸介質一般會采用光纖，當物理介質采用單模光纖時，傳輸距離可達300KM，采用多模光纖時，可達40KM

　　單模光纖(SingleModeFiber)：中心玻璃芯很細(芯徑一般為9或10μm)，只能傳一種模式的光纖。其模間色散很小，適用于遠程通訊，但還存在著材料色散和波導色散，這樣單模光纖對光源的譜寬和穩定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩定性要好。單模光纖相比于多模光纖可支持更長傳輸距離，在100Mbps的以太網以至1G千兆網，單模光纖都可支持超過5000m的傳輸距離。

　　單模傳輸距離遠，多模傳輸帶寬大，單模不會發生色散，質量可靠、單模通常使用激光作為光源，貴，而多模通常用便宜的LED、單模價格比較高、多模價格便宜，近距離傳輸可以

　　當物理層技術限制了最大傳輸距離時，我們還可以通過采購高性能眉目如畫器或鏈接擴展器來延長以太網鏈路

　　收發器是信號轉換的一種裝置，通常是指光纖收發器。光纖收發器的出現，將雙絞線電信號和光信號進行相互轉換，確保了數據包在兩個網絡間順暢傳輸，同時它將網絡的傳輸距離極限從銅線的100米擴展到100公里(單模光纖)。

　　光纖收發器在數據傳輸上打破了以太網電纜的百米局限性，依靠高性能的交換芯片和大容量的緩存，在真正實現無阻塞傳輸交換性能的同時，還提供了平衡流量、隔離沖突和檢測差錯等功能，保證數據傳輸時的高安全性和穩定性。

　　二、以太網應用于工業控制時存在的問題

　　傳統的以太網是一種商用網絡，要應用到工業控制中還存在一些問題，主要有以下幾個方面。

　　(1) 存在實時性差，不確定性的問題

　　傳統的以太網采用了CSMA/CD的介質訪問控制機制，各個節點采用BEB(Binary Exponential Back-off)算法處理沖突，具有排隊延遲不確定的缺陷，每個網絡節點要通過競爭來取得信息包的發送權。通信時節點監聽信道，只有發現信道空閑時，才能發送信息;如果信道忙碌則需要等待。信息開始發送后，還需要檢查是否發生碰撞，信息如發生碰撞，需退出重發，因此無法保證確定的排隊延遲和通信響應確定性，不能滿足工業過程控制在實時性上的要求，甚至在通信繁忙時，還存在信息丟失的危險，從而限制了它在工業控制中的應用。

　　(2) 工業可靠性問題

　　以太網是以辦公自動化為目標設計的，并沒有考慮工業現場環境的適應性需要，如超高或超低的工作溫度，大電機或其他大功率設備產生的影響信道傳輸特性的強電磁噪聲等。以太網如在車間底層應用，必須要解決可靠性的問題。

　　(3) 以太網不提供電源，必須有額外的供電電纜

　　工業現場控制網絡不僅能傳輸通信信息，而且要能夠為現場設備傳輸工作供給電源。這主要是從線纜鋪設和維護方便考慮，同時總線供電還能減少線纜，降低布線成本。

　　(4) 以太網不是本質安全系統

　　(5) 安全性問題

　　以太網由于使用了TCP/IP協議，因此可能會受到包括病毒、黑客的非法入侵與非法操作等網絡安全威脅。沒有授權的用戶可能進入網絡的控制層或管理層，造成安全漏洞。對此，一般可采用用戶密碼、數據加密、防火墻等多種安全機制加強網絡的安全管理，但針對工業自動化控制網絡安全問題的解決方案還需要認真研究。

　　(6) 現存的控制網絡與新建以太控制網絡的集成問題

　　上述這些問題中，實時性、確定性及可靠性問題是長期阻礙以太網進入工業控制領域的主要障礙。為了解決這一問題，人們提出了工業以太網的解決辦法。