GB/T 30094-2013 工业以太网交换机技术规范

ICS25.040

N10

中华人民共和国国彖标准

GB/T30094—2013

工业以太网交换机技术规范

TechnicalspecificationforindustrialEthernetswitchs

2013-12-17发布2014-05-01实施

GB/T30094—2013

目次

前言1

引言1

1范围1

2规范性引用文件1

3术语、定义和缩略语3

3.1术语和定义3

3.2缩略语7

4T业坏境适应性要求8

4.1概述8

4.2气候环境9

4.3电磁兼容10

4.4绝缘性能15

4.5机械适应性16

4.6夕卜部电源16

4.7外壳防护17

5功能要求17

5.1业务功能17

5.2接口功能20

5.3安全功能20

5.4冗余与自愈功能22

5.5管理功能23

5.6精确网络时间功能24

6性能要求25

6.1可信性指标25

6.2实时转发性能25

6.3接口性能26

6.4网络自愈性能26

6.5精确网络时钟性能27

7其他要求28

7.1电源28

7.2接地28

7.3接线装置29

7.4基本指示灯29

7.5散热方式29

7.6标志、标记和夕卜观29

7.7随机文件29

T

GB/T30094—2013

7.8包装29

7.9贮存30

8测试方法30

8.1概述30

8.2测试条件和配置30

8.3环境适应性测试33

8.4功能测试40

8.5性能测试50

9检验规则55

9.1型式检验55

9.2出厂检验（工厂验收检验）57

附录A（资料性附录）测试仪表要求58

附录B（资料性附录）典型组网模型59

附录C（资料性附录）可靠性验证试验61

参考文献63

图1测试配置130

图2测试配置231

图3测试配置331

图4测试配置431

图5测试配置532

图6测试配置632

图7测试配置732

图8测试配置833

图9测试配置933

图B.1单环型拓扑59

图B.2双环型拓扑59

图B.3环间耦合60

图C.1可靠性试验试验周期示例62

表1温度条件9

表2相对湿度条件9

表3大气压力条件9

表4盐雾10

表5化学活性物质条件10

表6静电放电抗扰度要求10

表7射频电磁场辐射抗扰度要求11

表8电快速瞬变脉冲群抗扰度要求11

表9信号端口浪涌（冲击）抗扰度要求11

表10直流电源输入端口浪涌（冲击）抗扰度要求12

表11交流电源输入端口浪涌（冲击）抗扰度要求12

表12射频场感应的传导骚扰抗扰度要求12

n

GB/T30094—2013

表13工频磁场抗扰度要求12

表14阻尼振荡磁场抗扰度要求13

表15阻尼振荡波抗扰度要求13

表16振铃波抗扰度要求13

表170Hz~15OHz共模传导骚扰抗扰度要求13

表18交流电源输入端口电压暂降抗扰度要求14

表19交流电源输入端口短时中断抗扰度要求14

表20交流电源输入端口电压变化抗扰度要求14

表21直流电源输入端口纹波抗扰度要求14

表22直流电源输入端口电压暂降抗扰度要求15

表23直流电源输入端口短时中断抗扰度要求15

表24直流电源输入端口电压变化抗扰度要求15

表25电磁兼容限值要求15

表26绝缘电阻要求16

表27绝缘耐压要求16

表28机械适应性要求16

表29—般工业环境交流电源要求16

表30—般工业环境直流电源要求17

表31外壳防护等级17

表32安全要求21

表33可信性指标25

表34二层工业以太网交换机单机实时转发性能指标25

表35三层工业以太网交换机单机实时转发性能指标25

表36组网性能指标26

表37冗余网络自愈性能指标27

表38单机时钟传输准确度27

表39单机5s时钟保持准确度27

表40单机1h时钟保持准确度27

表41单机1d时钟保持准确度28

表42组网时钟传输准确度28

表43随机文件要求29

表44性能评价判据30

表45温度环境适应性测试34

表46湿度环境适应性测试35

表47低气压环境适应性测试35

表48化学活性物质测试35

表49外壳防护性能测试36

表50长霉测试36

表51测试部位编号36

表52电磁兼容抗扰度测试37

表53绝缘电阻测试38

表54绝缘耐压测试38

表55机械适应性测试39

m

GB/T30094—2013

表56交流电源测试39

表57直流电源测试39

表58LLDP功能测试40

表59RSTP功能测试40

表60MSTP功能测试40

表61VLAN功能测试41

表62优先级功能测试41

表63静态组播功能测试41

表64动态组播功能测试42

表65静态路由功能测试42

表66动态路由功能测试42

表67VRRP功能测试43

表68IGMP功能测试43

表69PTM-SM/PIM-DM功能测试44

表70管理接口功能测试44

表71POE输出接口功能测试44

表72时间信息输入接口功能测试45

表73时钟测试接口功能测试45

表74接入认证功能测试45

表75加密功能测试46

表76ACL功能测试46

表77抗攻击功能测试46

表78网络风暴抑制功能测试47

表79单环冗余网络功能测试47

表80双环冗余网络功能测试47

表81环间耦合冗余功能测试48

表82基于VLAN的冗余网络功能测试48

表83链路聚合功能测试49

表84冗余电源功能测试49

表85PTP功能测试49

表86MTBF测试50

表87启动电流测试50

表88单机吞吐量测试50

表89单机包转发率测试51

表90单机地址缓存能力测试51

表91单机地址学习能力测试51

表92单机时延测试52

表93单机时延抖动测试52

表94单机帧丢失率测试52

表95网络时延测试53

表96网络时延抖动测试53

表97网络帧丢失率测试53

表98冗余网络恢复性能测试53

GB/T30094—201

表99单机时钟传输准确度测试54

表100单机时钟保持准确度测试54

表101组网时钟传输准确度测试55

表102型式检验项目55

表C.1试验方案相关内容61

GB/T30094—2013

■ir■■i

刖吕

本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本标准由中国机械工业联合会提出。

本标准由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会(SAC/TC124)归口。

本标准起草单位：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、北京东土科技股份有限公司、中国科学

院沈阳自动化研究所、浙江大学、上海自动化仪表股份有限公司、西南大学、华东电网公司信息中心、北

京和利时系统工程有限公司、国家电力调度通信中心、中国石油化工股份有限公司、煤炭科学研究总院

重庆研究院、二重集团(德阳)重型装备股份有限公司"

本标准主要起草人:王麟琨、潘长清、刘涛、梅恪、李平、薛百华、谈黎、徐皑冬、冯冬芹、张庆军、张渝、

潘勇伟、魏晓东、罗安、辛耀中、严亚勤、周家祥、鲁远祥。

GB/T30094—2013

引言

丁业以太网技术在工业现场已获得广泛应用，工业以太网与通用以太网的主要差异体现在：

1）丁业网络的工作环境通常比较恶劣，工业通信设备必须能够在诸如高温、高湿、高海拔、严重的

电磁干扰、较差的供电质量等自然和人为环境下，具备正常通信的能力。

2）通用网络中大部分是随机流量，而工业网络中主要是周期性流量，且大部分流量的发生是可以

预测的。

3）通用网络侧重于网络带宽的充分利用，在某些情况下可以允许时延或数据损失。而T业网络

中的通信流量与工业系统的运行和管理相关，一般不允许丢失数据

4）丁业通信网络必须保证工业现场通信的安全性、实时性、可靠性、稳定性，并具备较强的自愈

能力。

5）通常通用网络为开放性网络，而工业网络一般为专用网络，目前普遍为局域网。

丁业以太网交换机是基于以太网技术的工业通信网络的基础交换设备，相比通用以太网交换机，工

业以太网交换机在功能方面有差异，而在环境适应性、可靠性、安全性、实时性等方面则具有更高要求。

注1：工业以太网交换机不必过于关注流量控制的功能，而是在系统设计阶段，通过选择具有足够吞吐量的设备，来

保证设备能够满足最大流量时的止常通信；

注2：工业以太网交换机通常要求支持环型物理拓扑，且止常工作时不形成逻辑环路，而一旦出现链路故障，则能够

迅速切换到后备链路；

注3：对于支持精确时钟功能的T■业以太网交换机，宜具备时钟保持功能，在外部时钟源失效时，能够以一定的准确

度保持其自身时间信息输出的准确性。

GB/T30094—2013

工业以太网交换机技术规范

1范围

本标准规定了丁业以太网交换机的术语、定义、技术要求、测试方法和检验规则。

本标准适用于工作在GB/T9387.1-1998规定的开放系统互连基本参考模型第1〜2层或第1〜

3层，且物理层符合IEEE802.3：2008规范，数据链路层符合IEEE802.1D：2004和GB/T15629.2-

2008规范，网络层符合IETFIP协议簇规范的丁业以太网交换机。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T2423.1—2008电工电子产品环境试验第2部分:测试方法试验A：低温

GB/T2423.2—2008电工电子产品环境试验第2部分:测试方法试验B：高温

GB/T2423.3—2006电工电子产品环境试验第2部分:测试方法试验Cab：恒定湿热试验

GB/T2423.4—2008电丁电子产品环境试验第2部分：测试方法试验Db：交变湿热试验

（12h+12h循环）

GB/T2423.5—1995电工电子产品环境试验第2部分:测试方法试验Ea和导则：冲击

GB/T2423.8—1995电工电子产品环境试验第2部分:测试方法试验Ed：自由跌落

GB/T2423.10—2008电工电子产品环境试验第2部分:测试方法试验Fc：振动（正弦）

GB/T2423.16—2008电工电子产品环境试验第2部分:测试方法试验J及导则：长霉

GB/T2423.18—2012环境试验第2部分:测试方法试验Kb：盐雾，交变（氯化钠溶液）

GB/T2423.21—2008电工电子产品环境试验第2部分:测试方法试验M：低气压

GB/T2423.22—2012环境试验第2部分:测试方法试验N：温度变化

GB/T2423.51—2012环境试验第2部分:测试方法试验Kc：流动混合气体腐蚀试验

GB2894—2008安全标志及其使用导则

GB4208—2008外壳防护等级（IP代码）

GB4793.1-2007测量、控制和实验室用电气设备的安全要求第1部分:通用要求

GB4943.1—2011信息技术设备安全第1部分:通用要求

GB9254-2008信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法

GB/T9387.1—1998信息技术开放系统互连基本参考模型第1部分:基本模型

GB/T13384—2008机电产品包装通用技术条件

GB/T13729—2002远动终端设备

GB/T14048.7-2006低压开关设备和控制设备第7-1部分:辅助器件铜导体的接线端子排

GB/T14598.3—2006电气继电器第5部分:量度继电器和保护装置的绝缘配合要求和试验

GB/T15153.1—1998远动设备及系统第2部分:工作条件第1篇电源和电磁兼容性

GB/T15153.2—2000远动设备及系统第2部分:工作条件第2篇环境条件（气候、机械和

其他非电影响因素）

GB/T15629.2—2008信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求

1

GB/T30094—2013

第2部分:逻辑链路控制

GB/T16511—1996电气和电子测量设备随机文件

GB/T17214.4—2005工业过程测量和控制装置工作条件第4部分:腐蚀和侵蚀影响

GB/T17463—1998远动设备及系统第4部分:性能要求

GB17625.1—2012电磁兼容限值谐波电流发射限值（设备每相输入电流£16A）

GB17625.2—2007电磁兼容限值对每相额定电流€16A且无条件接入的设备在公用低压

供电系统中产生的电压变化、电压波动和闪烁的限制

GB/T17626.2—2006电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

GB/T17626.3—2006电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验

GB/T17626.4—2008电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

GB/T17626.5—2008电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验

GB/T17626.6—2008电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度

GB/T17626.8—2006电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验

GB/T17626.10—1998电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验

GB/T17626.11—2008电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度

试验

GB/T17626.12—1998电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验

GB/T17626.13—2006电磁兼容试验和测量技术交流电源端口谐波、谐间波及电网信号的

低频抗扰度试验

GB/T17626.14--2005电磁兼容试验和测量技术电压波动抗扰度试验

GB/T17626.16--2007电磁兼容试验和测量技术0Hz〜150kHz共模传导骚扰抗扰度试验

GB/T17626.17--2005电磁兼容试验和测量技术直流电源输入端口纹波抗扰度试验

GB/T17626.28--2006电磁兼容试验和测量技术工频频率变化抗扰度试验

GB/T17626.29--2006电磁兼容试验和测量技术直流电源输入端口电压暂降、短时中断和

电压变化的抗扰度试验

GB/T18271.1—2000过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序第1部分:总则

GB/T18271.3—2000过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序第3部分:影响量影响

的试验

GB/T21052—2007信息安全技术信息系统物理安全技术要求

GB/T25931—2010网络测量和控制系统的精确时钟同步协议

IEC62439-1,2010工业通信网络高可靠性自动化网络第1部分：通用概念和计算方法（In-

dustrialcommunicationnetworks-highavailabilityautomationnetworks一Part1:Generalconceptsand

calculationmethods)

IEC62439-2：2010丁业通信网络高可靠性自动化网络第2部分：介质冗余协议(MRP)[In­

dustrialcommunicationnetworks-highavailabilityautomationnetworks一Part2:MediaRedundancy

ProtocoKMRP)]

IEC62439-6:2010工业通信网络高可靠性自动化网络第6部分：分布式冗余协议(DRP)

^Industrialcommunicationnetworks-highavailabilityautomationnetworks一Part6:DistributedRe­

dundancyProtocol(DRP)]

IEEE802.1AB：2009IEEE局域网和城域网标准站与介质访问控制链接发现(Localandmet­

ropolitanareanetworks—StationandMediaAccessControlConnectivityDiscovery)

IEEE802.1AE：2006IEEE局域网和城域网标准介质访问控制(MAC)安全[Localandmetro­

politanareanetworks一MediaAccessControl(MAC)security]

2

GB/T30094—2013

IEEE8O2.1AR：2OO9IEEE局域网和城域网标准安全设备标识(Localandmetropolitanarea

networks—SecureDeviceIdentity)

IEEE802.1AX：2008IEEE局域网和城域网标准链路聚合(Localandmetropolitanareanet-

works一LinkAggregation)

IEEE802.1D：2004IEEE局域网和城域网标准介质访问控制(MAC)网桥[Localandmetro-

politanareanetworks一MediaAccessControl(MAC)Bridges]

IEEE802.1Q：2005IEEE局域网和城域网标准虚拟桥接局域网(Localandmetropolitanarea

networks—VirtualBridgedLocalAreaNetworks)

IEEE802.1X：2010IEEE局域网和城域网标准基于端口的网络访问控制(Localandmetropol-

itanareanetworks-port-basedNetworkAccessControl)

IEEE802.3：2008信息技术系统间的通信和信息交换局域网和城域网特定要求第3部

分：载波检测多址存取采用冲突检测(CSMA/CL))的存取方法和物理层规范EInformation

technology一Telecommunicationsandinformationexchangebetweensystems一Localandmetropo