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自动检测/自动协商

自动检测描述的是网络节点（数据终端和网络部件）的特性，即自动检测信号的传输速率（10 Mbps、100 Mbps 或 1000 Mbps），并支持自动协商功能。

自动协商是双绞线的配置协议。  它使节点在发送第一个数据包之前为传输而协商传输率：10 Mbps、100 Mbps、1 Gbps 或 10 Gbps 全双工或半双工 为了保证一个特定的传输速率，也可以关闭自动协商。

自动检测的优点是，所有以太网部件实现互操作性。

不支持自动检测的常规以太网组件可与支持自动检测的快速以太网组件和新的千兆以太网组件组合使用。

自动交叉

自动交叉功能可在双绞线接口上自动交叉发送线和接收线。 这意味着不再需要交叉连接线（例如 TP XP 线）。

高速冗余协议 (HRP)

出错误后的快速网络重构是工业应用不可缺少的特性。 否则，连接的终端会关闭逻辑通讯链路。 导致控制过程停止或系统的紧急停机。

为了取得极快速的响应时间，使用了各种标准化协议。 用这种过程，可在几分之一秒时间内重构一个可用网络。

由 50 个交换机组成的光纤环中，网络故障后（如断线或交换机故障）能够在不到 300 ms 内完成重构。

除了在光纤环中实现高速介质冗余外，工业以太网还提供有环网或网段的高速冗余耦合所需的功能。 在每种情况下，可通过两个交换机来耦合任何拓扑中的环网或网段。

具有高速冗余性的光纤网络拓扑结构

具有高速冗余性的电网络拓扑结构

介质冗余协议 (MRP)

另一种可以获得更高系统可用性的选项功能是 PROFINET MRP。 一方面，可通过交换机来实现介质冗余；另一方面，可通过 SIMATIC 控制器上的 PROFINET 接口和分布式 I/O 来实现介质冗余。 由于采用 MRP 协议 (IEC 61158 Type 10)，可实现小于 200 ms 的重构时间，具体取决于站数。

如果环网在某个点处中断，则可立即进行重构，所有通信节点仍可访问。

SCALANCE X101-1/X101-1LD 电气/光学环网拓扑结构

光学星形拓扑结构，带SCALANCE X101-1/X101-1LD和远程SCALANCE W接入点

无缝冗余

对于在重组态时间方面要求极高的某些应用，冗余网络的构建可能不需要任何重组态时间（无缝冗余）。

为此，PROFINET 提出了 MRPD（计划重复介质冗余）标准。 该技术基于拓扑优化的 IRT 通信。

IEC 62439-3 标准有两种可以使用的其它解决方案，即高可用性无缝冗余（HSR）和并行冗余协议（PRP）。

全部这些方法有利于网络运行不因故障（例如， 线断）而被中断。 其实现方法是，在发送方重复数据包，并通过不同通路将它们发送给接收方。

支持 PRP 冗余过程、无碰撞的平行网络

支持 HSR 冗余过程的无碰撞环网

生成树算法的冗余

生成树算法在 IEEE 802.1D 标准中描述；该算法的目的是组织任何数量的由网桥和交换机组成的交错以太网结构。

为了防止数据包在网络中循环，可将封闭的网状网络中的各连接切换为备用，以便从网状结构获得开放式的树形结构。

为此，交换机彼此之间采用生成树协议进行通信。 由于这种协议必须适应任何网络结构，因此十分复杂。

用生成树协议组织网络结构约需 30～60 秒时间。  在这段时间内，在网络内不可能有用于可靠可视化或过程控制的有效通讯。

在符合标准 IEEE 802.1 的时间优化型“快速重构生成树”中，可串联多达 10 个交换机，时间将缩短为 1 至 3 秒。

这种协议，由于重配置时间相对较长，因此，主要用在办公网络中。 在连接到办公网络时，有些 SIMATIC NET 交换机也支持快速生成树协议。

交换网络

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