西门子SCALANCE X系列是适合工业环境的工业以太网交换机，其种类齐全，是交换式工业以太网网络的核心。既支持SNMP和WEB诊断，也支持PROFINET诊断。提供了工业级设计的高可靠性、高可用性和维护简便性。北京天拓四方科技有限公司总工程师表示SCALANCE X工业以太网交换机的优势不仅仅局限于此，下面为大家做个详细介绍。

SCALANCE X系列工业以太网交换机优势：

1、坚固、创新、节省空间的外壳设计，可非常容易地集成到SIMATIC 解决方案中( 可选择标准35mm DIN 导轨、S7-300DIN导轨或直接墙壁安装)

2、套筒式设计， 以及P R O F I N E T 工业以太网连接插头FastConnect RJ45 180 插头可去除应力和扭力

3、高速冗余特性，对于SCALANCE X-200、SCALANCE X-300或SCALANCE X-400，可快速重新组态多达50 台交换机的环网(0.3 秒)

4、SCALANCE X-300及SCALANCE X-400提供的Standy环网耦合功能

北京天拓四方科技有限公司总工程师还针对SCALANCE X系列工业以太网交换机的不同型号为大家做了详细介绍。

SCALANCE X 是SIMATIC NET 新系列产品，其中有工业以太网交换机。交换机是专门用于将数据发送给既定目标地址的有源网络部件。SCALANCE X 产品组包含各种各样的模块化产品系列，每个产品都与自动化任务相匹配。SCALANCE X005 与XB000 入门级交换机非网管型交换机，带有多个电气端口或单个光纤接口可用于小型自动化系统上。

SCALANCE X-100 非网管型交换机带有电气端口和光纤端口，冗余馈电装置和信号触点可用于设备层的应用。

SCALANCE X-200 网管型交换机用于设备层到全厂网络化的应用。由于配置组态及远程诊断功能都集成在了STEP 7 工程软件中，工厂的可用性水平得到了提高。具有高防护等级的设备无需安装在控制柜中。对于有硬实时要求和最大化有效性要求的工厂网络可利用对应的等时同步交换机(SCALANCE X-200IRT)。

SCALANCE X-300 增强网管型主要应用领域为高性能工厂网络与企业网络相连接的衔接部分。

SCALANCEX-300 增强网管型产品系列结合了SCALANCEX-400 系列( 不包含第3 层路由功能) 的固件功能和SCALANCE X-200 产品系列的紧凑结构。因此和SCALANCEX-200 交换机相比，SCALANCE X-300 交换机既具有更好的管理功能，又具有更好的固件功能。模块化SCALANCE X-400 交换机用于高性能工厂网络( 例如具有高速冗余的工厂网络)。基于模块化结构，交换机可针对相应的任务进行精确地调整。由于支持IT 标准( 例如VLAN，IGMP，RSTP)，可以将自动化网络天衣无缝地集成在现有办公网络之中。利用Layer 3 的路由功能允许在不同IP 的子网之间通讯。

如果要是做2-7层的网络测试，端口量需求大的话，国外有思博伦、IXIA两个品牌的仪器还是比较不错的；国内有信而泰的测试仪也是比较好的。如果要是手持式的也就是福禄克的了。

但是相比较来讲，国外的品牌仪器可能是在国内知名度更高一些，但是这个价格确实很贵的，国内的信而泰是自主研发的，不需要走关税什么的，性价比很高，而且用着也很不错。 各有各的优势吧

价格高是有它的原因的，因为万兆交换机无论是性能还是质量都不是千兆的可以比的，另外万兆的可靠性和安全性更高更全面，特别是针对网吧环境，可靠性和安全性非常重要，另外万兆的机子背板带宽和包转发率都非常大，意味着性能更强大。如果使用环境不同价格也不同的，像丰润达的DF5700东风系列万兆交换机都安防用的，也有网吧用的，价格稍有不同。万兆交换机毕竟价格较贵，如果不是非要用，就没必要了，全千兆的就可以搞定。

千兆以太网的优势主要包括如下：

1. 简易性

是期待千兆以太网所具有的价值。这一点可能是真实的，但是，从现有的千兆网络看来，这一特点还不明显。但是如果网络仅仅是以太网的，那么事实就是：利用IEEE802.1生成树协议(spanningtree)或者OSPF路由协议，千兆以太网产品的引入不会需要对ATM局域网仿真信令(ATMLANEmulationsignaling)或者PNNI进行任何的培训。因此即使千兆以太网网络比现在的10/100以太网复杂一些，对于那些熟悉以太网、802.1d协议以及OSPF路由协议的人会发现千兆以太网比ATM协议要容易掌握。但上面所讨论为802.1d和OSPF的问题仍然存在。

同样千兆以太网并没有本质上改变对园区骨干网络的设计方法。对大多数人认为这是一个要点，通常人们在处理所熟悉的技术时会有比较便宜和一种舒适的感觉，而且可以减少培训的时间和所需掌握的新技术。另外一种考虑是千兆以太网网络可通过对现有网络升级而不需要进行彻底改变来实现，但实际上升级的难度很大程度上决定于已经存在的基础设备情况。

2.价格

同相应的ATM设备比较，千兆以太网在LAN交换机的上连接口和数据服务器的网卡是低价格的。在杂志或者各种顾问报告中可以找到提示价格并且象前面所说的那样通常会比ATM优惠50％左右。这主要是因为两个原因：

a.千兆以太网标准使用了低价的光纤(这将限制千兆以太网网络的设备距离)

b.易于实现，千兆以太网采用与以太网同样的帧格式，无需转换。

千兆以太网的产品：

千兆以太网也是以太网，其产品没多大变化，主要有：交换机、上连/下连模块、网卡、千兆以太网路由器，以及一种新设备，叫缓存式分配机（buffered distributor）。

缓存式分配机是一种全双工、多端口的类似集线器的设备，将两个或工作在1Gbps上述的802.3链路连接起来。缓存式分配机把分组转发到除源链路外其它所有链路上，提供共享带宽域（与802.3的冲突域相对），也被称为“盒子中的CSMA/CD”。它与802.3的中继器（repeater）不同，允许在转发到达各链路的帧之前先加以缓冲。

作为共享带宽设备，缓存式分配器应与路由器和交换机区分开。配有千兆以太网接口的路由器可以有支持高于或低于千兆速率的背板，而连到千兆以太网缓存式分配器背板的端口共享一千兆的带宽，对于多端口的千兆以太网交换机而言，其高性能背板可支持数千兆的带宽。

升级到千兆以太网

千兆以太网最初的应用将是在路由器、交换机、集线器、中继器和服务器之间需要高带宽的校园或建筑物。下面举出几种升级方式的例子。

1)升级交换机到交换机的连接

这是很直接的升级方案，将快速以太网交换机或中继器之间的100Mbps连接升级或100/1000交换机之间的1000Mbps连接，从而可支持更多的交换和共享快速以太网段。图a为升级前例图，图b为升级后的千兆以太网例图。

2)升级交换机到服务器的连接

最简单的升级方案，将快速以太网交换机升级成千兆以太网交换机，与安装了千兆以太网卡的高性能服务器组与1000Mbps的高速率相连，提供对应用和文件服务的高速访问能力。图a为升级前，图b为升级后。

（3）升级交换式快速以太网主干

多个10/100交换机构成的快速以太网主干可以升级为支持多个100/1000交换机及其它含有千兆以太网接口和上连模块的路由器和集线器的千兆以太网交换机。若需要也可安装千兆集线器和/或缓存式分配器。图a为升级前，图b为升级后。

千兆以太网的应用：

主干采用千兆以太网的好处在于：千兆位以太网将提供10倍于快速以太网的性能并与现有的10/100以太网标准兼容。同时为10/100/1000Mbps 开发的虚拟网标准 802.1Q以及优先级标准802.1p都已推广，千兆网已成为构成网络主干的主流技术。

1998年六月已制定完成的第一个千兆位以太网标准802.3 以使用光纤线缆和短程铜线线缆的全双工链接为对象。针对全双工和远程铜线线缆的标准802.3ab 于1999年出台。

千兆位以太网将提供完美无缺的迁移路径，充分保护在现有网络基础设施上的投资。千兆位以太网将保留802.3和以太网帧格式以及802.3受管理的对象规格，从而将使企业能够在升级至千兆性能的同时，保留现有的线缆、操作系统、协议、桌面应用程序和网络管理战略与工具。

千兆位以太网相对于原有的快速以太网、FDDI、ATM等主干网解决方案，提供了另一条改善交换机与交换机之间骨干连接和交换机与服务器之间连接的可靠、经济的途径。网络设计人员将能够建立有效使用高速、任务关键的应用程序和文件备份的高速基础设施。网络管理人员将为用户提供对Internet 、Intranet、城域网与广域网更快速的访问。

千兆位产品提供商，具有完整的千兆以太网产品线，可契合用户需求提供完整的解决方案。从核心的网络主干交换机到边缘的客户机服务器千兆接入，有针对用户需求设计的高性能的产品。如下我们给出一些典型的大楼、园区乃至城域网络的解决方案。千兆以太网交换机的部署，是一个非常引人注目的技术。目前，许多厂商的交换机把第2交换和第3层交换融于一体，不论交换还是路由，都能提供至少1000pps的转发速率，甚至有的产品还可达到2000pps。这些高性能的特点对于Intranet来讲已显得非常重要，因为传统的局域网流量80/20自然法则（即80%的流量在本地工作组网络内和20%的流量流向骨干网）已经过时。

千兆以太网高速的多层数据包转发能力是千兆以太网技术能提供最好的性能价格的有力例证。不仅如此，千兆以太网技术对于降低网络的长期拥有成本也是大有裨益的。

面对日益增长的数据流和多媒体服务，大容量、高速率、多功能模块高端网络产品的市场规模将不断扩大。可以预见的是，千兆以太网交换机所占的市场份额会越来越大。随着Internet的发展和网络上层出不穷应用的出现，万兆以太网将是以后的主流，但至少在近两年内，千兆以太网仍然是市场上的主流。

一、千兆以太网

在1995年后期，IEEE 802.3委员会就组建了一个工作小组，以研究在以太网的环境下如何使分组包的传输速度达到Gbit（即千兆）级。如今千兆以太网的技术标准已经成熟，并有了一些成功的应用。千兆以太网不仅仅定义了新的媒体和传输协议，还保留了10M和100M以太网的协议、帧格式，以保持其向下兼容性。随着越来越多的人使用100M以太网，越来越多的业务负荷在骨干网上承载，千兆以太网就应运而生。

千兆以太网用于连接核心服务器和高速局域网交换机。每个局域网交换机都有10/100M自适应端口和1G的上行端口。图1为千兆以太网的典型应用。

千兆以太网的协议栈结构包括物理层和介质访问层（MAC），该MAC层是802.3的MAC层算法的增强版本。除了使用非屏蔽的双绞线，对于其他媒介，都可以使用新定义的gigabit medium-independent interface (GMII)，GMII是一种8bits的并行同步收发接口，它用于芯片和芯片的标准接口，可以满足不同芯片供应商对于MAC层和物理层的互连互通。

1.1 介质访问层

千兆以太网使用IEEE 802.3定义的10M/100M以太网一致的CSMA/CD帧格式和MAC层协议。以太网交换机（全双工模式）中的千兆端口不能采用共享信道方式访问介质，而只能采用专用信道方式，这是因为在专用信道方式下，数据的收发能够不受干扰地同步进行。

由于以太网交换技术的发展，不采用CSMA/CD协议也能全双工操作。千兆以太网规范发展完善了PAUSE协议，该协议采用不均匀流量控制方法最先应用于100M以太网中。

1.2 物理层

千兆以太网协议定义了以下四种物理层接口：

● 1000BASE-LX：较长波长的光纤，支持550 m长的多模光纤（62.5μm或50μm）或5 Km长的单模光纤（10μm），波长范围为1270到1355 nm；

● 1000BASE-SX：较短波长的光纤，支持275 m长的多模光纤（62.5μm）或550 m长的多模光纤（50μm），波长范围为770到860 nm；

● 1000BASE-CX：支持25 m长的短距离屏蔽双绞线，主要用于单个房间内或机架内的端口连接；

● 1000BASE-T：支持4对100 m长的UTP5线缆，每对线缆传输250M数据。

1.3 用于千兆以太网的数字信号编码技术

除非物理层是双绞线方式，千兆以太网的数字信号编码方式均是8B/10B，这种方式在发送的时候将8bits数据转换成10bits，以提高数据的传输可靠性。8B/10B方式最初由IBM公司发明并应用于ESCON(200M互连系统）中。

这种编码方式具有以下优点：

● 实现相对简单，并以廉价的方式制造可靠的收发器；

● 对于任何数字序列，相对平衡地产生一样多的0，1比特；

● 提供简便的方式实现时钟的恢复；

● 提供有用的纠错能力。

8B/10B编码是mBnB编码方式的一个特例。所谓mBnB编码即在发送端，将m bits的基带数据映射成n bits数据发送。当n m时，在发送侧就产生了冗余性。对于8B/10B编码，即是将8bits的基带数据映射成10bits的数据进行发送，这种方式也叫做不一致控制。从本质上讲，这种方式防止在基带数据中过多的0码流或1码流，任何一方过多的码流均造成了这种不一致性。协议中还定义了12种非有效数据的序列，主要用于系统同步和其他控制用途。

对于物理层为双绞线的千兆以太网，编码方式为PAM-5（5 Level Pulse Amplitude Modulation)。PAM-5采用5种不同的信号电平编码来代替简单的二进制编码，可以达到更好的带宽利用。每四个信号电平能够表示2个bits信息，再加上第五个信号电平用于前向纠错机制。

二、万兆以太网

当千兆以太网还没有大规模应用的时候，人们已经提出万兆以太网的概念。特别是Internet和Intranet上的业务流量呈爆炸式的增长，万兆以太网的协议研究及工程实现就越发迫切起来。目前造成Internet和Intranet上业务流量快速增长的几个因素如下：

● 网络连接数的增加；

● 网络终端的连接速率的增加（例如10M网用户升级到100M网用户，56K的Modem用户升级到xDSL或Cable Modem用户）；

● 对带宽要求高的业务的增加，例如高清晰度的视频点播业务；

● 网络主机的增加及主机业务的增加。

最初，运营商们主要将万兆以太网应用于大容量的以太网交换机间的高速互连，随着带宽需求的增长，万兆以太网将应用于整个网络，包括应用服务器，骨干网和校园网。这种技术使得ISP和NSP能够以一种廉价的方式提供高速的服务。

这种技术同时可以应用于城域网和广域网的建设，这样局域网技术就能够与ATM或其他广域网络技术竞争。在大多数情况下，用户需要数据通过TCP/IP实现全网的无缝连接，从用户终端到网络业务提供者，而万兆以太网真正做到这一点。由于不需要将以太网的分组包分拆或重组成ATM信元，避免了带宽的浪费，这种网络真正做到端到端的以太网。

IP技术和万兆以太网技术的结合不仅仅能够提供高质量的服务，同时能够进行有效的流量控制，而在以前只有ATM能够做到。

根据万兆以太网的应用场合不同，已经定义了不同的光纤接口（光纤的波长和传输距离）。最大的传输距离从300 m一直到40 km，并采用了多种光纤介质，以全双工方式运行。图2比较了几种不同以太网端口速率的最大传输距离。

另外，万兆以太网具有以下几个显著特征：

● 万兆以太网不再支持半双工数据传输，所有数据传输都以全双工方式进行，这不仅极大地扩展了网络的覆盖区域，而且使标准得以大大简化。

● 为使万兆以太网不但能以更优的性能为企业骨干网服务，更重要的是，还要从根本上对广域网以及其它长距离网络应用提供最佳支持，尤其是还要与现存的大量SONET网络兼容，该标准对物理层进行了重新定义，使得其兼容性大大提高。

● 网络费用是决定一种网络技术发展速度的重要因素。竞争和规模效应使以太网设备的价格很快下降。尽管快速以太网产品从1994年才进入市场，但是最近两年，这些产品的价格也大幅度下降。10G以太网的价格趋势也会与快速以太网一样。IEEE的目标是以两到三倍的100Base-FX接口的价格建立10G以太网连接。

三、以太网技术发展存在的问题

尽管10G以太网在提供基于以太网的广域网方面向前迈出了非常重要的一步，但要作为城域网的全面解决方案还是缺乏一些关键的性能。在城域网中，10G以太网还面临着其他一些挑战。

以太网因为其数据包最优化而著称，这种技术对于共享访问和突发性业务流量是非常有效的。但是10G以太网难于支持多业务，因为它缺乏QoS能力。RSVP和IEEE802.1P能提供QoS，但是仍无法和的ATM技术的QoS相比。服务供应商们可能会在城域网中继续使用SONET/SDH技术。

建立多业务城域网的另一种方法是使用DWDM，让一部分波长载运10G以太网，另一部分载运其他业务流比如SONET/SDH，以及多个千兆以太网数据流。虽然与千兆以太网相比，10G以太网网络的可扩展性因为速度和传输距离的提高而得到了提高，但这些改进在本质上仍然是有限的。当带宽的需求扩展到OC-768（或者是40Gbps）时，问题还没有解决。此外，考虑到城域网的复杂性不断增加，所以必须进行流量工程设计。DWDM的MPLamda与10G以太网的多协议标记交换（MPLS）技术共同提供了这一至关重要的业务流量工程设计能力。

总之, 虽然10G以太网的容量和传输距离得到了很大提高，但是，无法解决新型城域网对多业务的要求，同时，在传输距离进一步提高的情况下，难以应付。

根据现在最新的消息：前不久，IEEE投票反对把802.3ae（10G以太网）标准更快地进行通过，因为他们认为零部件销售商还没有足够的设备能够通过标准测试。虽然存在一些程序上的小问题，但标准化草案在技术上是切实可行的。事实上，10G以太网标准方案已经完全成熟。IEEE暂停此方案进入最后批准阶段并不是因为技术原因，而仅仅是程序操作的问题。按计划在2002年3月前通过仍然是很有可能的。

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