ইথারনেট কোয়ার্টার: পুরানো গতি, নতুন সুযোগ

এই বছরের 5 ফেব্রুয়ারি, 10-Mbit ইথারনেটের জন্য একটি নতুন মান অনুমোদিত হয়েছিল। হ্যাঁ, আপনি ঠিক পড়েছেন: প্রতি সেকেন্ডে দশ মেগাবিট।

21 শতকে কেন এত "ছোট" গতির প্রয়োজন? "ফিল্ড বাস" - প্রোফিবাস, মডবাস, সিসি-লিঙ্ক, ক্যান, ফ্লেক্সরে, হার্ট ইত্যাদির অধীনে লুকানো চিড়িয়াখানাটিকে প্রতিস্থাপন করতে। তাদের মধ্যে অনেকগুলি রয়েছে, তারা একে অপরের সাথে বেমানান এবং কনফিগার করা তুলনামূলকভাবে কঠিন। কিন্তু আপনি কেবল সুইচটিতে কেবলটি প্লাগ করতে চান এবং এটিই। নিয়মিত ইথারনেটের মতোই।

এবং শীঘ্রই এটি সম্ভব হবে! দেখা করুন: "802.3cg-2019 - ইথারনেটের জন্য IEEE স্ট্যান্ডার্ড - সংশোধনী 5: 10 Mb/s অপারেশনের জন্য শারীরিক স্তরের স্পেসিফিকেশন এবং ম্যানেজমেন্ট প্যারামিটার এবং কন্ডাক্টরের একক ব্যালেন্সড জোড়ার উপর অ্যাসোসিয়েটেড পাওয়ার ডেলিভারি।"

এই নতুন ইথারনেট সম্পর্কে এত উত্তেজনাপূর্ণ কি? প্রথমত, এটি একটি পাকানো জোড়ার উপর কাজ করে, চারটির বেশি নয়। অতএব, এতে কম সংযোগকারী এবং পাতলা তার রয়েছে। এবং আপনি সেন্সর এবং অ্যাকুয়েটরগুলিতে যাওয়া ইতিমধ্যে পাড়া পেঁচানো জোড়া তার ব্যবহার করতে পারেন।

আপনি যুক্তি দিতে পারেন যে ইথারনেট 100 মিটার পর্যন্ত কাজ করে, তবে সেন্সরগুলি আরও অনেক দূরে অবস্থিত। প্রকৃতপক্ষে, এটি একটি সমস্যা হতে ব্যবহৃত. কিন্তু 802.3cg কাজ করে 1 কিলোমিটার পর্যন্ত দূরত্বে! এক সময়ে এক জোড়া! খারাপ না?

আসলে, আরও ভাল: একই জোড়ার মাধ্যমে শক্তিও সরবরাহ করা যেতে পারে। যে যেখানে আমরা শুরু করব.

IEEE 802.3bu পাওয়ার ওভার ডেটা লাইন (PoDL)

আমি মনে করি আপনারা অনেকেই PoE (পাওয়ার ওভার ইথারনেট) সম্পর্কে শুনেছেন এবং জানেন যে বিদ্যুৎ প্রেরণের জন্য 2 জোড়া তারের প্রয়োজন। পাওয়ার ইনপুট/আউটপুট প্রতিটি জোড়ার ট্রান্সফরমারের মাঝের পয়েন্টে তৈরি করা হয়। এটি এক জোড়া ব্যবহার করে করা যাবে না। অতএব, আমাদের এটি ভিন্নভাবে করতে হয়েছিল। ঠিক কিভাবে নিচের চিত্রে দেখানো হয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, ক্লাসিক PoE যোগ করা হয়েছে।

এখানে:
PSE - পাওয়ার সোর্সিং সরঞ্জাম (বিদ্যুৎ সরবরাহ)
PD - চালিত ডিভাইস (দূর-প্রান্তের ডিভাইস যা বিদ্যুৎ খরচ করে)

প্রাথমিকভাবে, 802.3bu এর 10টি পাওয়ার ক্লাস ছিল:

উত্স ভোল্টেজের তিনটি প্রচলিত গ্রেডেশন রঙে হাইলাইট করা হয়েছে: 12, 24 এবং 48V।

লেজেন্ড:
ভিপিএসই - পাওয়ার সাপ্লাই ভোল্টেজ, ভি
ভিপিডি মিন - পিডিতে ন্যূনতম ভোল্টেজ, ভি
আমি সর্বোচ্চ — লাইনে সর্বাধিক বর্তমান, A
Ppd max — সর্বোচ্চ শক্তি খরচ PD, W

802.3cg প্রোটোকলের আবির্ভাবের সাথে, আরও 6 টি ক্লাস যুক্ত করা হয়েছিল:

অবশ্যই, এই ধরনের বৈচিত্র্যের সাথে, PSE এবং PD কে সম্পূর্ণ ভোল্টেজ প্রয়োগ করার আগে পাওয়ার ক্লাসে একমত হতে হবে। এটি SCCP (সিরিয়াল কমিউনিকেশন ক্লাসিফিকেশন প্রোটোকল) ব্যবহার করে করা হয়। এটি 333-ওয়্যারের উপর ভিত্তি করে একটি কম-গতির প্রোটোকল (1 bps)। এটি শুধুমাত্র তখনই কাজ করে যখন প্রধান শক্তি লাইনে সরবরাহ করা হয় না (স্লিপ মোড সহ)।

ব্লক ডায়াগ্রাম দেখায় কিভাবে শক্তি সরবরাহ করা হয়:

• 10mA এর একটি কারেন্ট সরবরাহ করা হয় এবং সেই প্রান্তে একটি 4V জেনার ডায়োডের উপস্থিতি পরীক্ষা করা হয়
• ক্ষমতা শ্রেণী একমত হয়
• প্রধান শক্তি সরবরাহ করা হয়
• যদি খরচ 10mA-এর নিচে নেমে যায়, তাহলে স্লিপ মোড সক্রিয় করা হয় (স্ট্যান্ডবাই পাওয়ার 3.3V সরবরাহ)
• যদি খরচ 1mA অতিক্রম করে, ঘুম মোড প্রস্থান করে

আগে থেকে জানা থাকলে খাবারের শ্রেণীতে একমত হওয়ার দরকার নেই। এই বিকল্পটিকে ফাস্ট স্টার্টআপ মোড বলা হয়। এটি ব্যবহার করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, গাড়িতে, কারণ সংযুক্ত সরঞ্জামের কনফিগারেশন পরিবর্তন করার প্রয়োজন নেই।

PSE এবং PD উভয়ই স্লিপ মোড শুরু করতে পারে।

এখন ডাটা ট্রান্সফারের বর্ণনায় যাওয়া যাক। এটি সেখানেও আকর্ষণীয়: স্ট্যান্ডার্ড দুটি অপারেটিং মোড সংজ্ঞায়িত করে - দীর্ঘ-পরিসীমা এবং স্বল্প দূরত্বের জন্য।

10BASE-T1L

এটি একটি দীর্ঘ পৌঁছানোর বিকল্প। প্রধান বৈশিষ্ট্য নিম্নরূপ:

• পরিসীমা - 1 কিমি পর্যন্ত
• কন্ডাক্টর 18AWG (0.8mm2)
• 10 পর্যন্ত মধ্যবর্তী সংযোগকারী (এবং দুটি টার্মিনাল সংযোগকারী)
• পয়েন্ট-টু-পয়েন্ট অপারেটিং মোড
• সম্পূর্ণ দ্বৈত
• প্রতীক হার 7.5 Mbaud
• PAM-3 মড্যুলেশন, 4B3T এনকোডিং
• প্রশস্ততা 1V (1Vpp) বা 2.4V সহ সংকেত
• শক্তি দক্ষ ইথারনেট ("শান্ত/রিফ্রেশ" EEE) সমর্থন

স্পষ্টতই, এই বিকল্পটি শিল্প অ্যাপ্লিকেশন, অ্যাক্সেস কন্ট্রোল সিস্টেম, বিল্ডিং অটোমেশন, এলিভেটরগুলির জন্য উদ্দিষ্ট। চিলার, এয়ার কন্ডিশনার এবং ছাদে অবস্থিত ফ্যান নিয়ন্ত্রণের জন্য। বা গরম করার বয়লার এবং পাম্প প্রযুক্তিগত কক্ষে অবস্থিত। যে, শিল্প ছাড়াও বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন অনেক আছে. ইন্টারনেট অফ থিংস (IoT) উল্লেখ করার মতো নয়।

এটা উল্লেখ করার মতো যে 10BASE-T1 শুধুমাত্র একক পেয়ার ইথারনেট (SPE) মানগুলির মধ্যে একটি। এছাড়াও 100BASE-T1 (802.3bw) এবং 1000BASE-T1 (802.3bp) রয়েছে। সত্য, এগুলি স্বয়ংচালিত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য তৈরি করা হয়েছিল, তাই সেখানে পরিসীমা মাত্র 15 (UTP) বা 40 মিটার (STP)। যাইহোক, পরিকল্পনায় ইতিমধ্যেই একটি দীর্ঘ-পরিসরের 100BASE-T1L অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। তাই ভবিষ্যতে তারা গতির অটো-নেগোসিয়েশন যোগ করবে।

ইতিমধ্যে, সমন্বয় ব্যবহার করা হয় না - ইন্টারফেসের একটি "দ্রুত শুরু" ঘোষণা করা হয়: পাওয়ার সাপ্লাই থেকে ডেটা এক্সচেঞ্জ শুরু পর্যন্ত 100ms এর কম।

আরেকটি বিকল্প (ঐচ্ছিক) হল সংকেত-থেকে-শব্দ অনুপাত উন্নত করতে, ত্রুটির সংখ্যা কমাতে এবং শিল্পের হস্তক্ষেপ প্রতিরোধ করতে ট্রান্সমিশন প্রশস্ততা 1 থেকে 2.4V পর্যন্ত বৃদ্ধি করা।

এবং, অবশ্যই, EEE. এই মুহূর্তে ট্রান্সমিট করার মতো কোনো ডেটা না থাকলে ট্রান্সমিটার বন্ধ করে বিদ্যুৎ সাশ্রয়ের এটি একটি উপায়। চিত্রটি দেখায় যে এটি দেখতে কেমন:


কোনও ডেটা নেই - আমরা "আমি বিছানায় গিয়েছিলাম" বার্তা পাঠাই এবং সংযোগ বিচ্ছিন্ন করি। মাঝে মাঝে আমরা ঘুম থেকে উঠে বার্তা পাঠাই "আমি এখনও এখানে আছি।" যখন ডেটা উপস্থিত হয়, তখন বিপরীত দিকে সতর্ক করা হয় "আমি জেগে উঠছি" এবং সংক্রমণ শুরু হয়। যে, শুধুমাত্র রিসিভার ক্রমাগত কাজ করছে।

এখন দেখা যাক তারা স্ট্যান্ডার্ডের দ্বিতীয় সংস্করণ নিয়ে কী নিয়ে এসেছে।

10BASE-T1S

ইতিমধ্যে শেষ চিঠি থেকে এটি স্পষ্ট যে এটি স্বল্প দূরত্বের জন্য একটি প্রোটোকল। কিন্তু T1L স্বল্প দূরত্বে কাজ করলে কেন এটি প্রয়োজন? বৈশিষ্ট্য পড়া:

• পয়েন্ট-টু-পয়েন্ট মোডে 15m পর্যন্ত রেঞ্জ
• ডুপ্লেক্স বা হাফ ডুপ্লেক্স
• проводники 24-26AWG (0.2-0.13мм2)
• প্রতীক হার 12.5 Mbaud
• DME, কোডিং 4B5B
• প্রশস্ততা 1V (1Vpp) সহ সংকেত
• 4টি মধ্যবর্তী সংযোগকারী পর্যন্ত (এবং দুটি টার্মিনাল সংযোগকারী)
• EEE সমর্থন নেই

মনে হচ্ছে বিশেষ কিছু নেই। তাই এটা কি জন্য? কিন্তু এই জন্য:

• মাল্টিপয়েন্ট মোডে 25m পর্যন্ত পরিসর (8 নট পর্যন্ত)

এবং এই:

• সংঘর্ষ এড়ানোর সাথে অপারেটিং মোড PLCA RS (PHY-স্তরের সংঘর্ষ এড়ানোর পুনর্মিলন সাবলেয়ার)

এবং এটি অনেক বেশি আকর্ষণীয়, তাই না? কারণ কন্ট্রোল ক্যাবিনেট, মেশিন, রোবট এবং গাড়িতে তারের সংখ্যা ব্যাপকভাবে কমাতে সাহায্য করে। এবং সার্ভার, সুইচ এবং অন্যান্য ইলেকট্রনিক্সে I2C এর প্রতিস্থাপন হিসাবে এটি ব্যবহার করার প্রস্তাব ইতিমধ্যেই রয়েছে।

কিন্তু মাল্টিপয়েন্ট মোড এর অসুবিধা আছে. প্রধানটি একটি ভাগ করা ডেটা ট্রান্সমিশন মাধ্যম। অবশ্যই, সংঘর্ষগুলি CSMA/CD ব্যবহার করে সমাধান করা হয়। তবে দেরি কী হবে তা জানা যায়নি। এবং কিছু অ্যাপ্লিকেশনের জন্য এটি সমালোচনামূলক। অতএব, নতুন স্ট্যান্ডার্ডে, মাল্টিপয়েন্টকে একটি বিশেষ PLCA RS মোডের সাথে সম্পূরক করা হয়েছিল (পরবর্তী বিভাগটি দেখুন)।

দ্বিতীয় অপূর্ণতা হল PoDL মাল্টিপয়েন্টে কাজ করে না। অর্থাৎ, একটি পৃথক তারের মাধ্যমে বিদ্যুৎ সরবরাহ করতে হবে বা সাইটে কোথাও নিয়ে যেতে হবে।

যাইহোক, পয়েন্ট-টু-পয়েন্ট মোডে, PoDL T1S-এও কাজ করে।

PLCA RS

এই মোড নিম্নলিখিত হিসাবে কাজ করে:

• নোডগুলি নিজেদের মধ্যে শনাক্তকারী বিতরণ করে, ID=0 সহ নোডটি সমন্বয়কারী হয়
• সমন্বয়কারী নেটওয়ার্কে একটি বীকন সংকেত জারি করে, একটি নতুন ট্রান্সমিশন চক্রের সূচনা নির্দেশ করে এবং এর ডেটা প্যাকেট প্রেরণ করে
• একটি ডেটা প্যাকেট প্রেরণ করার পরে, ট্রান্সমিশন সারিটি পরবর্তী নোডে চলে যায়
• যদি নোডটি 20 বিট প্রেরণের জন্য প্রয়োজনীয় সময়ের মধ্যে প্রেরণ করা শুরু না করে তবে সারিটি পরবর্তী নোডে চলে যায়
• যখন সমস্ত নোড ডেটা প্রেরণ করে (বা তাদের পালা এড়িয়ে যায়), তখন সমন্বয়কারী একটি নতুন চক্র শুরু করে

সাধারণভাবে এটি TDMA এর অনুরূপ। কিন্তু বিশেষত্বের সাথে যে নোডটি তার সময়সীমা ব্যবহার করে না যদি এটি প্রেরণ করার কিছু না থাকে। এবং ফ্রেমের আকার কঠোরভাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় না, কারণ ... নোড দ্বারা প্রেরিত ডেটা প্যাকেটের আকারের উপর নির্ভর করে। এবং এটি সমস্ত স্ট্যান্ডার্ড 802.3 ইথারনেট ফ্রেমের উপরে চলে (PLCA RS ঐচ্ছিক, তাই সামঞ্জস্য থাকা উচিত)।

PLCA ব্যবহারের ফলাফল গ্রাফে নীচে দেখানো হয়েছে। প্রথমটি লোডের উপর নির্ভর করে বিলম্ব, দ্বিতীয়টি ট্রান্সমিটিং নোডের সংখ্যার উপর নির্ভর করে থ্রুপুট। এটা স্পষ্টভাবে লক্ষণীয় যে বিলম্ব অনেক বেশি অনুমানযোগ্য হয়ে উঠেছে। এবং সবচেয়ে খারাপ ক্ষেত্রে এটি সবচেয়ে খারাপ ক্ষেত্রে CSMA/CD এর চেয়ে 2 মাত্রার কম:

আর PLCA এর ক্ষেত্রে চ্যানেলের ক্ষমতা বেশি, কারণ সংঘর্ষ সমাধানে ব্যয় করা হয় না:

সংযোগকারীগুলিকে

প্রাথমিকভাবে, আমরা বিভিন্ন কোম্পানির দেওয়া 6টি সংযোগকারী বিকল্প থেকে বেছে নিয়েছি। ফলস্বরূপ, আমরা এই দুটি বিকল্পে বসতি স্থাপন করেছি:

স্বাভাবিক অপারেটিং অবস্থার জন্য, CommScope-এর IEC 63171-1 LC সংযোগকারী নির্বাচন করা হয়েছিল।

কঠোর পরিবেশের জন্য - HARTING থেকে IEC 63171-6 (পূর্বে 61076-3-125) সংযোগকারী পরিবার। এই সংযোগকারীগুলি IP20 থেকে IP67 ডিগ্রী সুরক্ষার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

অবশ্যই, সংযোগকারী এবং তারগুলি UTP বা STP হতে পারে।

অন্যান্য

আপনি একটি পৃথক SPE চ্যানেলের জন্য প্রতিটি জোড়া ব্যবহার করে একটি নিয়মিত চার-জোড়া ইথারনেট কেবল ব্যবহার করতে পারেন। যাতে দূরত্বের মধ্যে কোথাও চারটি পৃথক কেবল টান না যায়। অথবা একটি একক-জোড়া তার ব্যবহার করুন এবং দূরের প্রান্তে একটি একক-জোড়া ইথারনেট সুইচ ইনস্টল করুন।

অথবা আপনি এই সুইচটি সরাসরি এন্টারপ্রাইজের স্থানীয় নেটওয়ার্কের সাথে সংযুক্ত করতে পারেন, যদি একটি নেটওয়ার্ক ইতিমধ্যে ফাইবার অপটিক্সের মাধ্যমে দীর্ঘ দূরত্বে প্রসারিত হয়ে থাকে। সেখানে সেন্সর আটকে দিন এবং সেখান থেকে রিডিং পড়ুন। সরাসরি নেটওয়ার্কে। ইন্টারফেস রূপান্তরকারী এবং গেটওয়ে ছাড়া।

এবং এই অগত্যা সেন্সর হতে হবে না. ভিডিও ক্যামেরা, ইন্টারকম বা স্মার্ট লাইট বাল্ব থাকতে পারে। প্রবেশদ্বারে কিছু ভালভ বা টার্নস্টাইলের ড্রাইভ।

তাই সম্ভাবনা আকর্ষণীয় আপ খোলা হয়. এটা অসম্ভাব্য, অবশ্যই, SPE সমস্ত ফিল্ড বাস প্রতিস্থাপন করবে। কিন্তু তিনি তাদের মধ্যে একটি ন্যায্য অংশ নিতে হবে. অবশ্যই গাড়িতে।

PS আমি পাবলিক ডোমেইনে স্ট্যান্ডার্ডের পাঠ্য পাইনি। উপরের তথ্যগুলো ইন্টারনেটে উপলব্ধ বিভিন্ন উপস্থাপনা এবং উপকরণ থেকে টুকরো টুকরো সংগ্রহ করা হয়েছে। তাই এর মধ্যে ভুলত্রুটি থাকতে পারে।

উত্স: www.habr.com