西門子 esm 工業以太網
ESM（電氣交換機模塊）用來在控制層配置基于交換機技術的工業以太網網絡，即工業交換機局域網。
模塊間通過雙絞線進行連接，構成骨干網，通訊速率為100Mbit/s
通過最多8個雙絞線接口（或9針Sub-D接口）與終端和網段連接，通訊速率為10Mbit/s和100Mbit/s
通過集成的冗余管理器可以實現快速介質冗余，即使對大型網絡也是如此
網絡的配置和擴展都十分簡單，不需要復雜的配置規則和參數
基于SNMP和網頁的網絡管理
通過E-mail發送錯誤信息
客戶收益
通訊可靠，網絡出錯后可迅速重構（<0.3秒）
保護對已有網絡的投資
- 可方便的將現有的10Mbit/s終端或子網絡與100Mbit/s的快速以太網連接
- 通過100Mbit/s的高速率和負載隔離技術實現網絡性能的提升
網絡配置簡單，即使對大型網絡也不需要計算傳輸延遲
高網絡可用性
- 冗余供電
- 冗余網絡結構，集成冗余管理器和熱備功能
網絡可實現靈活，使用工業以太網ESM，網絡的拓撲結構很容易適應系統的拓撲結構
通過信號觸點、數字輸入、SNMP和E-mail功能可簡單的實現網絡的監視和診斷
不需要風扇，減少維護所需的操作
應用
工業以太網ESM（電氣交換機模塊）用于在控制層配置100Mbit/s的交換機網絡，在這個區域，對網絡的可用性和控制診斷性能是有很高的要求的
通過分段（將一個網絡分為子網絡或網絡段）并把這些網絡段連接到一個工業以太網ESM，實現負載隔離和網絡性能的提升
ESM中集成的冗余管理器用于構成工業以太網冗余光纖環網，實現快速介質冗余（網絡重構時間<0.3秒）
冗余環中的通訊速率是100Mbit/s，每個環上最多可使用50個OSM
電氣環通過ESM的兩個電氣端口實現
除了用于構成環的兩個端口，ESM提供其他端口來連接終端和網絡段
在機柜中連接1到2個設備（低設備密度）時，可以使用工業以太網ESM TP40
工業以太網OSM可以使用下列方法來通知錯誤的發生
- 信號觸點
- SNMP（Traps）
- E-mail
設計
ESM有堅固的金屬外殼，支持下列安裝方式
- DIN導軌安裝
- 墻體安裝
- 19英寸機箱安裝
通過一排LED燈顯示操作模式和狀態信息
8端口的模塊提供一個熱備接口，用來實現冗余雙環網的同步
通過ESM的串口，可以對ESM進行參數設置、診斷和固件的版本升級。固件版本的升級也可以通過網絡進行
功能
網絡性能的提高
- 通過終端目的地址（MAC地址）的過濾，局部的數據通訊依然是局部的，只有終端目的地址在其他子網絡的數據被ESM傳送
簡單的網絡配置和擴展
- 網絡直徑最大可達5km
- ESM把從端口收到的數據保存起來，并獨立的把它發送給目的地址。由沖突檢測（CSMA/CD）導致的網絡控制的限制終止于ESM的端口
限制錯誤在子網絡中的傳播
- ESM只傳送有效的數據
- ESM自動檢測雙絞線端口的通訊速率和全雙工/半雙工狀態
- 很容易集成現有的10Mbit/s網絡到100Mbit/s的快速以太網網絡
環中的快速冗余（網絡重構時間<0.3秒）
- 通過ESM將一條線型電氣鏈路連接成一個環，實現了可靠的通訊。ESM中集成的冗余管理器（RM）不斷的監視網絡的功能
- 當檢測到通訊鏈路中的故障或ESM的故障，冗余管理器可以在0.3秒內激活預留的線路
RJ45端口中的自交叉功能
- OSM的RJ45端口可自動檢測雙絞線另一端的端口線序，根據需要可以自動交叉發送/接收線，這樣就不需要交叉線
- 只有在自協商功能被激活時，才可以使用自交叉功能
下圖是ESM的選型指導
網絡拓撲結構和網絡配置
使用工業以太網ESM，網絡拓撲結構可以很好的適應系統拓撲結構，可以實現下列網絡結構和他們的組合
- 線形和星形拓撲結構：級聯深度和網絡控制僅僅受到信號傳輸延遲的限制；使用ESM，最大網絡范圍可達5km
- 通過將獨立的子網絡連接到ESM配置現有的網絡
- 快速介質冗余的100Mbit/s電氣環（每個環最多可使用50個ESM；重構時間<0.3秒）
- 分級冗余環：獨立的冗余環通過環上的兩個ESM與上一級的冗余環連接，對獨立的冗余環和他們間的冗余連接，同樣可以實現快速介質冗余；如果使用OMC（光纖介質轉換器），ESM之間的連接也可以使用光纖
- 星形光纖冗余：通過兩個在熱備模式的ESM TP80或ESM ITP80，可以實現高性能的冗余光纖骨干網絡，最多可連接8個子網絡
配置網絡時要注意下列邊界條件
- 兩個模塊間ITP電纜的最大長度為100m
- TP軟線的長度最大為10m
配置和診斷
下列配置可直接在模塊上完成
- 冗余管理器（RM）功能：冗余環上的一個ESM要被設置為冗余管理器，這可以通過ESM上的一個開關實現
- 熱備（Standby）功能：兩個冗余環之間建立冗余連接時，一個環上的ESM通過一個開關打開熱備功能，并通過熱備電纜與另外一個ESM連接
ESM有下列一些診斷選項
- LED燈顯示狀態信息
- 信號觸點
- 通過網絡進行診斷
