以太網已從傳統辦公環境傳播到各個領域，包括如工廠和樓宇自動化的惡劣工業環境。今天，銅纜是以太網最常用的選項，但光纜因其長距離能力，及電隔離接口的眾多優點，在工業應用中取得越來越多的成功。

數據包丟失或損壞可能會使任何網絡發生故障，但對工業總線來講，這更成問題。這些總線具備一些同步水平，以保持嚴格控制和精度。大多數工業總線使用特定的時間同步數據包通過連續和不間斷的通信實現同步。當數據包未到達時，它不僅影響下移至鏈路的節點同步，而且還導致額外的數據包傳輸，造成數據包丟失或損壞。

緩和數據包丟失和數據包出錯的重要性需在工業環境中考慮幾個方面的內容。用于處理輻射和傳導發射以及電隔離需求所出現的問題的技術。縮短網絡部件之間的距離可以最大限度地減少數據包丟失和數據包出錯的概率。光纜具有固有特性，可提供新方法來應對這些挑戰，并解決與鏈接丟失或以太網物理層（PHY）損傷相關的潛在問題。

輻射/傳導發射

一種工業環境中可以包括各種電磁輻射源。電機和機械設備能產生耦合到銅纜的寄生信號，并導致數據包出錯。這些信號會干擾工業總線賴以生存的穩定信息流。最壞的情況是，電纜甚至可能成為使高能量級到達PHY的路徑，導致鏈路發生損耗甚至損壞。

而光纜可以解決其中的一些問題。它沒有使銅纜中發生輻射的電磁特性。光纜通過塑料或玻璃傳遞光。因為銅纜的存在，不會產生磁場，而光纜也不容易受到功率驟增和工業環境中能量瞬變脈沖的影響。

電氣隔離

在光纖網絡中，節點之間沒有電氣連接。因此，網絡節點不能在電纜上形成不同的共模電壓電平或共模瞬變，這可能會影響數據包。若高電壓會引發安全問題，可能還需要光纖。

當使用銅纜時，以太網網絡節點通常是變壓器耦合到電纜。雖然這確實具有隔離作用，但網絡節點之間仍存在電氣連接。光纜通過消除任何直接的電氣路徑再添加一個隔離層。

距離

電氣和電子工程師協會（IEEE）802.3規范將標準以太網定義為可在100米的銅纜上工作。雖然對大多數應用來講，該距離已足夠，但在數據包不出錯的條件下，對于物理銅媒介可支持的距離還有一個基本限制。正如圖1所示，5類（CAT 5）電纜的衰減條件限制了某些應用。

圖1：電子工業聯盟/電信工業協會（EIA/TIA）5類電纜的衰減與頻率

光纖通信支持的距離要遠得多。其中，銅纜網絡的節點間距為數十米，而光纖網絡的節點間離可達數百米或數千米。因此在工業應用中，可以在樓宇之間或在連接大功率電網的變電站之間橋接網絡。

光纖通信在不久的將來將成為工業網絡的重要組成部分。它使工業以太網具有了一些極富吸引力的特性，能夠讓用戶在惡劣的環境和遠距離條件下操作，并具有優良的電絕緣特性。

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審核編輯：何安