盘点：谁是工业以太网连接器中的“超级英雄”？

当我们讨论工业4.0或者智能制造时，都知道实现这样的构想，一个基本的必要条件就是，要让数据在其中发挥核心的作用，基于大数据而建立起的洞察和分析，将成为整个工业系统运转的基石。而要实现这个目标，就需要将整个系统中的设备相互通信、互联，并组成一个工业互联网，以便数据在其中高效而可靠地传输和交互。

工业以太网技术的进化

将设备连接起来组成一个网络，这样的想法在以工业自动化技术为标志的工业3.0时代就已经有了，为此从上个世纪70年代开始，人们开发出了不同种类的工业现场总线，希望通过这种方式将以往彼此孤立的设备联通起来，实现分布式控制。不过，虽然工业现场总线有很广泛的应用，但是由于一直没有形成一个统一的标准，这就限制了工业网络的规模，所以该技术在后期也进入了瓶颈。

为了突破这一瓶颈，人们迫切希望打破不同工业现场总线之间的藩篱，将工业设备间的互联纳入到同一种网络架构之中，“工业以太网”也就应运而生了。所谓工业以太网，简单的理解就是将在IT领域广泛应用的以太网架构，引入到工业领域，这样一来采用标准以太网介质的工业网络，就在物理层和数据链路层上实现了标准的统一；与此同时，以太网传输速率更高、开发资源丰富、生态完善的优势也可以惠及工业网络。

这样的构想看上去很“完美”，不过现实中有一个绕不过去的技术门槛——从本质上来讲，标准以太网是一个“不确定”的网络，其采用的是载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）的机制，优先考虑的是数据吞吐量，而不是对于工业网络至关重要的实时性、可靠性、丢包率、同步性等“确定性”的要求。为了迈过这道门槛，就需要对标准的以太网进行升级改造，增加一些特定的协议以保证网络的实时性和确定性，将其改造成为一个确定性的工业以太网，以达到工业应用场景的要求。进入21世纪之后，这种围绕工业以太网的“改造”一直没有停止过，也催生出了EtherCAT、PROFINET等优秀的协议，大大推动了其发展。有分析表明，近年来工业以太网的市场份额已经超过了传统的现场总线协议。

进入工业4.0之后，工业以太网的进化又向前迈出了一大步。在IEEE 802.1以太网标准框架下，人们通过定义一系列的“子标准”，形成了一套完整的TSN（时间敏感网络）协议，为以太网协议的MAC层提供通用处理机制，解决了以太网传输中时间同步、调度和流量整形，以及通信路径的选择、预留和容错等方面的挑战。此举一方面解决了以往不同协议网络（如采用不同工业以太网协议的子网络）之间的互操作问题，另一方面也可以在同一个网络架构中同时支持现场控制所需的实时性数据，以及生产管理与企业经营所需的非实时、大吞吐量的数据，打通OT（运营技术）和IT（信息技术）两个域，真正让数据在整个工业生产和运营过程中流动起来。

所有这些趋势都传递出一个强烈的信号：未来工业以太网连接领域将保持强劲的成长势头。这样的趋势对于整个以太网生态都是一个利好，当然也包括工业以太网连接器。

工业以太网连接器的特点

大家对于以太网接口使用的RJ45水晶头连接器都不会陌生。不过，就像是应用在工业领域的以太网协议需要进行特别优化一样，工业以太网中的连接器同样需要进行改造，才能适应特殊工业环境的要求。
与通用型的产品相比，工业以太网连接器的不同之处主要体现在三个方面——

环境耐受性

潮湿、粉尘、腐蚀性的气液环境、冲击、振动、电磁干扰……这些都是工业现场可能会面临的复杂恶劣的环境，这就需要工业连接器在IP等级、防机械冲击和振动、电磁屏蔽等方面采用特殊的设计，以确保在任何环境下都不会“掉线”。

易用性

为了达到环境耐受性的要求，工业以太网连接器免不了要采用一些附加的保护机制，而如果这些保护机制太复杂，使用不便，既会给现场操作人员带来困扰，也很可能会增加人为误操作导致的错配风险。因此既要耐用，还要好用，这是对工业以太网连接器的一个很重要的诉求。

小型化

可能有人会认为体积相对较大的工业设备，对于互连组件的尺寸不会那么斤斤计较，可实际情况并不是这样。现代工业设备需要与外界交互的“资源”越来越多，信号、电源、数据，甚至是气路、水路，这些都需要在有限的空间内进行合理的安排，挑战着实不小。这就要求以太网连接器要从自身挖潜，为提升互连密度做贡献。因此型化甚至微型化一直是工业以太网互连技术发展的一个主攻方向。

如果说工业以太网的部署，是一次面对特殊应用环境的特殊任务，那么投身到这个领域的连接器就像是一个个异于“常人”，具有不同超能力的“超级英雄”，它们的职责就是帮助用户去应对各种复杂应用场景中的挑战。
这些“超级英雄”有哪些？它们各自有什么禀赋和特点？作为开发者，应该如何调兵遣将，让这些工业以太网连接器各司其职，成为可靠互连的守护者？我们今天就以HARTING（浩亭）的一众工业以太网连接器为例，做个全面的盘点。

工业以太网连接器中的 “超级英雄”

M8 D编码连接器

自1985年问世以来，M12连接器一直在工业自动化互连领域扮演着重要的角色。这种带有12mm锁定螺纹的圆形连接器具有防止液体和固体侵入的IP防护等级，可在恶劣的环境中实现可靠连接。由于应用十分广泛，为了避免错误配接，M12连接器通过多种键位编码来界定不同的应用，其中D编码连接器专门用于100Mbps的快速以太网连接。
在M12连接器方面，HARTING拥有非常丰富的产品组合，提供多种编码的产品。不过为了满足工业以太网连接器小型化的要求，HARTING特别推出了M8 D编码连接器（8mm锁定螺纹）。

HARTING
M8 D编码连接器（8mm锁定螺纹）