Ar 5 Feabhra na bliana seo, faomhadh caighdeán nua le haghaidh Ethernet 10-Mbit. Sea, léann tú an ceart sin: deich meigeavata in aghaidh an tsoicind.
Cén fáth a bhfuil a leithéid de luas “beag” de dhíth san 21ú haois? A chur in ionad an zú atá i bhfolach faoin ainm capacious “field bus” - Profibus, Modbus, CC-Link, CAN, FlexRay, HART, etc. Tá an iomarca acu ann, níl siad ag luí lena chéile agus tá siad sách deacair a chumrú. Ach níl uait ach an cábla a phlugáil isteach sa lasc, agus sin é. Mar an gcéanna le Ethernet rialta.
Agus go luath beidh sé indéanta! Téigh in aithne ar: “802.3cg-2019 - Caighdeán IEEE le haghaidh Ethernet - Leasú 5: Sonraíochtaí Sraithe Fisiciúla agus Paraiméadair Bhainistíochta le haghaidh Oibriúcháin 10 Mb/s agus Seachadadh Cumhachta Gaolmhar thar Péire Seoltóirí Aonair Chothromaithe.”
Cad atá chomh spreagúil faoin Ethernet nua seo? Ar an gcéad dul síos, oibríonn sé thar péire casta amháin, agus ní níos mó ná ceithre. Mar sin, tá níos lú nascóirí agus cáblaí níos tanaí aige. Agus is féidir leat cábla péire casta atá leagtha cheana féin a úsáid ag dul go dtí na braiteoirí agus actuators.
D'fhéadfá a mhaíomh go n-oibríonn Ethernet suas le 100 méadar, ach tá na braiteoirí suite i bhfad níos faide. Go deimhin, ba fhadhb a bhí anseo. Ach oibríonn 802.3cg ar fad suas le 1 km! Péire amháin ag an am! Ní dona?
Go deimhin, níos fearr fós: is féidir cumhacht a sholáthar freisin tríd an bpéire céanna. Sin an áit a dtosóimid.
Cumhacht thar Línte Sonraí (PoDL) IEEE 802.3bu
Is dóigh liom gur chuala go leor agaibh faoi PoE (Cumhacht thar Ethernet) agus go bhfuil a fhios agat go bhfuil gá le 2 phéire sreanga chun cumhacht a tharchur. Déantar ionchur/aschur cumhachta ag lárphointí claochladáin gach péire. Ní féidir é seo a dhéanamh le péire amháin. Mar sin, bhí orainn é a dhéanamh ar bhealach difriúil. Cé go díreach a léirítear san fhigiúr thíos. Mar shampla, tá PoE clasaiceach curtha leis freisin.
anseo:
PSE – trealamh foinsithe cumhachta (soláthar cumhachta)
PD – feiste faoi thiomáint (feiste ceann i bhfad a ídíonn leictreachas)
Ar dtús, bhí 802.3 rang cumhachta ag 10bu:
Aibhsítear trí ghnáthghrádú de bhunvoltas i ndath: 12, 24 agus 48V.
Ainmniúcháin:
Vpse — voltas soláthair cumhachta, V
Vpd min - voltas íosta ar PD, V
I max — uassruth sa líne, A
Ppd max — tomhaltas cumhachta uasta PD, W
Le teacht an phrótacail 802.3cg, cuireadh 6 rang eile leis:
Ar ndóigh, le héagsúlacht den sórt sin, ní mór don PSE agus PD aontú ar an rang cumhachta sula gcuirtear voltas iomlán i bhfeidhm. Déantar é seo trí úsáid a bhaint as SCCP (Prótacal Aicmithe Cumarsáide Srathach). Is prótacal íseal-luas é seo (333 bps) bunaithe ar 1-Wire. Ní oibríonn sé ach amháin nuair nach soláthraítear an phríomhchumhacht don líne (lena n-áirítear i mód codlata).
Taispeánann an blocléaráid conas a sholáthraítear cumhacht:
- soláthraítear sruth 10mA agus seiceáiltear láithreacht dé-óid zener 4V ag an deireadh sin
- aicme cumhachta aontaithe
- soláthraítear príomhchumhacht
- má thiteann an tomhaltas faoi bhun 10mA, cuirtear modh codlata i ngníomh (soláthar cumhachta fuireachais 3.3V)
- má tá an tomhaltas níos mó ná 1mA, scoireann an modh codlata
Ní gá aontú ar an rang bia má tá sé ar eolas roimh ré. Tugtar Mód Tosaithe Fast ar an rogha seo. Úsáidtear é, mar shampla, i gcarranna, mar gheall ar níl aon ghá le cumraíocht an trealaimh nasctha a athrú.
Is féidir le PSE agus PD araon modh codlata a thionscnamh.
Anois, a ligean ar bogadh ar aghaidh go dtí an cur síos ar aistriú sonraí. Tá sé suimiúil ansin freisin: sainmhíníonn an caighdeán dhá mhodh oibriúcháin - fadraoin agus achair ghearr.
10BASE-T1L
Is é seo an rogha a bhaint amach fada. Is iad seo a leanas na príomh-shaintréithe:
- raon - suas le 1 km
- seoltóirí 18AWG (0.8mm2)
- suas le 10 gcónascairí idirmheánacha (agus dhá chónaisc teirminéil)
- modh oibriúcháin pointe go pointe
- déphléacsacha iomlán
- ráta siombaile 7.5 Mbaud
- Modhnú PAM-3, ionchódú 4B3T
- comhartha le aimplitiúid 1V (1Vpp) nó 2.4V
- Tacaíocht Ethernet Tíosach ar Fhuinneamh (“ciúin/athnuachan”) EEE
Ar ndóigh, tá an rogha seo beartaithe le haghaidh feidhmeanna tionsclaíocha, córais rialaithe rochtana, uathoibriú foirgneamh, ardaitheoirí. Chun chillers a rialú, oiriúntóirí aer, agus lucht leanúna suite ar dhíonta. Nó coirí teasa agus caidéil atá suite i seomraí teicniúla. Is é sin le rá go bhfuil go leor feidhmchláir éagsúla ann seachas tionscail. Gan trácht ar an Idirlíon Rudaí (IoT).
Is fiú a lua nach bhfuil 10BASE-T1 ach ceann amháin de na caighdeáin Ethernet Péire Aonair (SPE). Tá 100BASE-T1 (802.3bw) agus 1000BASE-T1 (802.3bp) ann freisin. True, forbraíodh iad le haghaidh iarratais feithicleach, mar sin níl ach 15 (UTP) nó 40 méadar (STP) ar an raon. Mar sin féin, tá 100BASE-T1L fadraoin san áireamh sna pleananna cheana féin. Mar sin sa todhchaí cuirfidh siad uath-idirbheartaíocht luais.
Idir an dá linn, ní úsáidtear comhordú - dearbhaítear “tús tapa” an chomhéadain: níos lú ná 100m ón soláthar cumhachta go dtí tús an mhalartaithe sonraí.
Rogha eile (roghnach) ná an aimplitiúid tarchurtha a mhéadú ó 1 go 2.4V chun an cóimheas comhartha-go-torann a fheabhsú, líon na n-earráidí a laghdú, agus cur isteach ar an tionsclaíocht a chomhrac.
Agus, ar ndóigh, EEE. Is bealach é seo chun leictreachas a shábháil tríd an tarchuradóir a mhúchadh mura bhfuil aon sonraí le tarchur faoi láthair. Taispeánann an léaráid an chuma atá air seo:
Gan sonraí - cuirimid an teachtaireacht "Chuaigh mé a chodladh" agus dínascaimid. Ó am go chéile dúisíonn muid agus seolaimid an teachtaireacht “Tá mé fós anseo.” Nuair a thagann sonraí le feiceáil, cuirtear an taobh eile ar an airdeall “Tá mé ag dúiseacht” agus tosaíonn an tarchur. Is é sin, ní bhíonn ach na glacadóirí ag obair i gcónaí.
Anois, a ligean ar a fheiceáil cad a tháinig siad suas leis an dara leagan den chaighdeán.
10BASE-T1S
Cheana féin tá sé soiléir ón litir dheireanach gur prótacal é seo le haghaidh achair ghearr. Ach cén fáth a bhfuil gá leis má oibríonn T1L achair ghearr? Léamh na saintréithe:
- raon suas le 15m i mód pointe go pointe
- déphléacsacha nó leath déphléacsacha
- проводники 24-26AWG (0.2-0.13мм2)
- ráta siombaile 12.5 Mbaud
- DME, códú 4B5B
- comhartha le aimplitiúid 1V (1Vpp)
- suas le 4 chónaisc idirmheánach (agus dhá chónaisc teirminéil)
- gan tacaíocht EEE
Dealraíonn sé cosúil le rud ar bith speisialta. Mar sin cad chuige? Ach chuige seo:
- raon suas le 25m i mód ilphointe (suas le 8 muirmhíle)
Agus seo:
- modh oibriúcháin le seachaint imbhuailte PLCA RS (Foshraith Athmhuintearais um Sheachaint Imbhuailte Leibhéal PHY)
Agus tá sé seo i bhfad níos suimiúla, nach bhfuil? Mar Cuidíonn sé go mór le líon na sreanga i gcaibinéid rialaithe, meaisíní, robots agus gluaisteáin a laghdú. Agus tá moltaí ann cheana féin chun é a úsáid in ionad I2C i bhfreastalaithe, lasca agus leictreonaic eile.
Ach tá míbhuntáistí ag baint le modh ilphointí. Is meán tarchurtha sonraí comhroinnte é an príomhcheann. Ar ndóigh, réitítear imbhuailtí le CSMA/CD. Ach ní fios cén mhoill a bheidh ann. Agus tá sé seo ríthábhachtach do roinnt feidhmchlár. Mar sin, sa chaighdeán nua, forlíontar multipoint le modh speisialta PLCA RS (féach an chéad chuid eile).
Is é an dara míbhuntáiste nach n-oibríonn PoDL i ilphointe. Is é sin le rá, ní mór an chumhacht a sholáthar trí chábla ar leith nó a thógáil áit éigin ar an láithreán.
Mar sin féin, i mód pointe go pointe, oibríonn PoDL ar T1S freisin.
PLCA RS
Oibríonn an mód seo mar seo a leanas:
- dáileann nóid aitheantóirí eatarthu féin, déantar an nód a bhfuil ID=0 air mar chomhordaitheoir
- eisíonn an comhordaitheoir comhartha BEACON chuig an líonra, rud a thugann le fios go bhfuil tús le timthriall nua tarchuir agus tarchuireann sé a phaicéad sonraí
- tar éis paicéad sonraí a tharchur, bogann an scuaine tarchurtha go dtí an chéad nód eile
- mura bhfuil an nód tosaithe ag tarchur laistigh den am a theastaíonn chun 20 giotán a tharchur, bogann an scuaine go dtí an chéad nód eile
- nuair a tharchuireann na nóid go léir sonraí (nó nuair a sháraigh siad a seal), tosaíonn an comhordaitheoir timthriall nua
Go ginearálta tá sé cosúil le TDMA. Ach chomh mór is atá sé nach n-úsáideann an nód a fhráma ama mura bhfuil aon rud le tarchur aige. Agus níl an méid fráma sainmhínithe go docht, mar gheall ar ... ag brath ar mhéid an phaicéid sonraí arna dtarchur ag an nód. Agus ritheann sé go léir ar bharr frámaí caighdeánach Ethernet 802.3 (tá PLACA RS roghnach, mar sin ba cheart go mbeadh comhoiriúnacht ann).
Tá toradh úsáid PLCA léirithe thíos sna graif. Is é an chéad cheann an mhoill ag brath ar an ualach, is é an dara ceann an tréchur ag brath ar líon na nóid tarchurtha. Is léir go bhfuil an mhoill i bhfad níos intuartha. Agus sa chás is measa, tá sé 2 ordú méide níos lú ná sa chás is measa CSMA/CD:
Agus tá an cumas cainéal i gcás PLCA níos airde, mar gheall ar ní chaitear ar imbhuailtí a réiteach:
Nascóirí
Ar dtús, roghnaigh muid ó 6 rogha cónascaire a thairgeann cuideachtaí éagsúla. Mar thoradh air sin, shocraíomar ar an dá rogha seo:
Le haghaidh gnáthchoinníollacha oibriúcháin, roghnaíodh cónascaire CommScope IEC 63171-1 LC.
Maidir le timpeallachtaí crua – an teaghlach cónascaire IEC 63171-6 (61076-3-125 roimhe seo) ó HARTING. Tá na nascóirí seo deartha le haghaidh céimeanna cosanta ó IP20 go IP67.
Ar ndóigh, is féidir le cónaisc agus cáblaí a bheith UTP nó STP.
Eile
Is féidir leat cábla Ethernet ceithre phéire rialta a úsáid, ag baint úsáide as gach péire le haghaidh cainéal SPE ar leith. Ionas nach dtarraingeofar ceithre chábla ar leith áit éigin i gcéin. Nó bain úsáid as cábla aon phéire, agus suiteáil lasc Ethernet aon phéire ag an gceann i bhfad.
Nó is féidir leat an lasc seo a nascadh go díreach le líonra áitiúil an fhiontair, má tá líonra síneadh thar achair fhada cheana féin trí snáthoptaice. Greamaigh braiteoirí isteach ann, agus léigh na léamha uathu anseo. Go díreach ar an líonra. Gan tiontairí comhéadan agus geataí.
Agus ní gá gur braiteoirí iad seo. D’fhéadfadh físcheamaraí, idirchumanna nó bolgáin solais chliste a bheith ann. Tiomántáin roinnt comhlaí nó cas-stile ag bealaí isteach.
Mar sin tá na hionchais a oscailt suas suimiúil. Ní dócha, ar ndóigh, go dtiocfaidh SPE in ionad gach bus páirce. Ach bainfidh sé smután cothrom astu. Cinnte i gcarranna.
PS Níor aimsigh mé téacs an chaighdeáin san fhearann poiblí. Bailíodh an t-eolas thuas píosa ar phíosa ó chur i láthair agus ábhair éagsúla atá ar fáil ar an Idirlíon. Mar sin d’fhéadfadh míchruinneas a bheith ann.
Foinse: will.com