知识讲堂 | APL-过程行业的以太网数据传输

APL，Advanced Physical Layer,高级物理层。它描述了以太网网络数据传输在物理层面的进一步发展。

PART 1

以太网APL的由来

传统以太网连接现场层设备的问题

传统以太网已全面连接自动化金字塔的上部层级，但通常不适用于连接最底层的现场层。其问题在于安装往往过于复杂，最大传输距离不足，如：百兆以太网需要两对双绞线，千兆以太网需要四对双绞线传输数据，以太网设备需要额外的线缆进行供电，铜缆最大传输距离为100米等。

过程行业应用传统现场总线的问题

过程行业传统的现场总线如HART、PROFIBUS PA，因其传输速度低难以满足未来的需要，如：HART协议传输速率为1200bps，PROFIBUS PA协议传输速率为31.25kbps，向更高层级传输数据需要配置额外的网关，会增加额外的工作量及成本。

APL技术标准的产生

在当今世界自动化技术向网络化、数字化、智能化、IT与OT融合等发展的大趋势和大背景下，新的以太网技术标准呼之欲出，APL技术标准随之诞生。

PART 2

以太网APL介绍

以太网APL标准

APL以单对以太网SPE为基础，是一个面向过程行业现场设备的标准。单对以太网SPE技术由各种支持不同数据速率和电缆长度的标准组成，适合多种应用场合。其中分为10BASE-T1S、10BASE-T1L、100BASE-T1及1000BASE-T1这几项标准。

以太网APL可用于易爆区域

APL采用IEEE 802.3cg 10BASE-T1-L标准以及IEC TS 60079-47、2021-03 (2-WISE) 标准（2-WISE =两线本质安全以太网），支持本安在内的各类防爆保护措施。因此，以太网APL可用于易爆区域，并能以10 Mbps的速率实现长达1,000 m的桥接距离。

PART 3

以太网APL的特性

APL具有协议无关性

APL可以与多种通讯协议，如：PROFINET、EtherNet/IP、OPC UA等共存。

数据传输和供电同时进行

APL的数据和供电可同时通过屏蔽双绞线进行传输。

透明传输

APL无需网关或者代理服务器即可与IT层互联。

支持多种拓扑结构

APL支持环形网络拓扑，支持干线/分支拓扑，干线长度可达1,000 m，分支长度可达200 m。

恶劣环境下可用

APL可用于防爆区域（0、1及2区）。

PART 4

以太网APL网络拓扑架构

以太网APL既可用于小型工厂（如制药厂或化工厂），也可用于过程行业中的大型工厂。APL现场交换机可以与工业管理型交换机（如菲尼克斯2200/2300系列交换机）组成MRP环网，距离更远的应用场合可采用干线分支型拓扑结构。

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