Энэ оны 5-р сарын 10-нд XNUMX Mbit Ethernet-ийн шинэ стандарт батлагдсан. Тийм ээ, та үүнийг зөв уншсан: секундэд арван мегабит.
21-р зуунд яагаад ийм "жижиг" хурд хэрэгтэй байна вэ? "Хээрийн автобус" гэсэн багтаамжтай нэрээр нуугдсан амьтны хүрээлэнг солихын тулд - Profibus, Modbus, CC-Link, CAN, FlexRay, HART гэх мэт. Тэдгээр нь хэтэрхий олон, тэдгээр нь хоорондоо нийцэхгүй, тохируулахад харьцангуй хэцүү байдаг. Гэхдээ та зүгээр л кабелийг унтраалга руу залгахыг хүсч байна, тэгээд л болоо. Энгийн Ethernet-тэй адил.
Мөн удахгүй боломжтой болно! Уулзах: "802.3cg-2019 - Ethernet-д зориулсан IEEE стандарт - Нэмэлт 5: Нэг тэнцвэртэй хос дамжуулагчаар 10 Мб/с ажиллах ба холбогдох цахилгаан дамжуулахад зориулсан физик давхаргын үзүүлэлт ба удирдлагын параметрүүд."
Энэ шинэ Ethernet-ийн юу нь тийм сэтгэл хөдөлгөм вэ? Юуны өмнө, энэ нь дөрвөөс дээш биш харин нэг эрчилсэн хос дээр ажилладаг. Тиймээс энэ нь цөөн тооны холбогчтой, нимгэн кабельтай байдаг. Та мэдрэгч ба идэвхжүүлэгч рүү чиглэсэн аль хэдийн тавьсан эрчилсэн хос кабелийг ашиглаж болно.
Ethernet нь 100 метрийн зайд ажилладаг гэж та маргаж болох ч мэдрэгч нь илүү хол байрладаг. Үнэндээ энэ нь өмнө нь асуудал байсан. Гэхдээ 802.3cg нь 1 км хүртэлх зайд ажилладаг! Нэг удаад нэг хос! Муугүй шүү?
Үнэн хэрэгтээ илүү сайн: хүчийг ижил хосоор дамжуулан нийлүүлж болно. Эндээс бид эхлэх болно.
IEEE 802.3bu Өгөгдлийн шугамаар цахилгаан дамжуулах (PoDL)
Та нарын олонхи нь PoE (Power over Ethernet)-ийн талаар сонссон бөгөөд цахилгаан дамжуулахад 2 хос утас хэрэгтэйг мэддэг байх гэж бодож байна. Эрчим хүчний оролт/гаралт нь хос бүрийн трансформаторын дунд цэгүүдэд хийгддэг. Үүнийг нэг хос ашиглан хийх боломжгүй. Тиймээс бид үүнийг өөрөөр хийх ёстой байсан. Доорх зурагт яг хэрхэн харагдаж байна. Жишээлбэл, сонгодог PoE-г бас нэмсэн.
Энд:
PSE - эрчим хүчний эх үүсвэрийн төхөөрөмж (цахилгаан хангамж)
PD – хөдөлгүүртэй төхөөрөмж (цахилгаан эрчим хүч хэрэглэдэг алслагдсан төхөөрөмж)
Эхэндээ 802.3bu нь 10 эрчим хүчний ангилалтай байсан.
12, 24, 48V гэсэн эх үүсвэрийн хүчдэлийн гурван уламжлалт градусыг өнгөөр тодруулсан.
Тэмдэглэгээ:
Vpse - цахилгаан тэжээлийн хүчдэл, V
Vpd min - PD дээрх хамгийн бага хүчдэл, V
I max - шугам дахь хамгийн их гүйдэл, А
Ppd max — эрчим хүчний хамгийн их зарцуулалт PD, W
802.3cg протокол гарч ирснээр өөр 6 анги нэмэгдсэн:
Мэдээжийн хэрэг, ийм олон янз байдлын хувьд PSE болон PD нь бүрэн хүчдэлийг хэрэглэхээс өмнө эрчим хүчний ангиллыг зөвшилцөх ёстой. Үүнийг SCCP (Цуваа холбооны ангиллын протокол) ашиглан хийдэг. Энэ нь 333-Wire дээр суурилсан бага хурдтай (1 bps) протокол юм. Энэ нь үндсэн тэжээлийг шугамд нийлүүлээгүй үед л ажилладаг (унтах горимыг оруулаад).
Блок диаграмм нь эрчим хүчийг хэрхэн хангаж байгааг харуулж байна.
- 10мА гүйдэл өгч, энэ төгсгөлд 4V zener диод байгаа эсэхийг шалгана.
- хүчний ангиллаар тохиролцсон
- үндсэн эрчим хүчээр хангагдсан
- Хэрэв хэрэглээ 10мА-аас доош буурвал унтах горим идэвхждэг (зогсоолын тэжээлийн хангамж 3.3V)
- Хэрэв хэрэглээ 1мА-аас хэтэрвэл унтах горимоос гарна
Урьдчилан мэдэгдэж байгаа бол хоолны ангиллыг зөвшилцөх шаардлагагүй. Энэ сонголтыг Fast Startup Mode гэж нэрлэдэг. Үүнийг жишээ нь машинд ашигладаг, учир нь холбогдсон төхөөрөмжийн тохиргоог өөрчлөх шаардлагагүй.
PSE болон PD хоёулаа унтах горимыг эхлүүлэх боломжтой.
Одоо өгөгдөл дамжуулах тайлбар руу шилжье. Энэ нь бас сонирхолтой юм: стандарт нь холын болон богино зайн гэсэн хоёр үйлдлийн горимыг тодорхойлдог.
10BASE-T1L
Энэ бол урт хугацааны сонголт юм. Үндсэн шинж чанарууд нь дараах байдалтай байна.
- хүрээ - 1 км хүртэл
- дамжуулагч 18AWG (0.8мм2)
- 10 хүртэлх завсрын холбогч (мөн хоёр терминал холбогч)
- цэгээс цэг хүртэл ажиллах горим
- бүрэн дуплекс
- тэмдгийн хурд 7.5 Mbaud
- PAM-3 модуляц, 4B3T кодчилол
- 1V (1Vpp) эсвэл 2.4V далайцтай дохио
- Эрчим хүчний хэмнэлттэй Ethernet (“чимээгүй/сэргээх” EEE) дэмжлэг
Мэдээжийн хэрэг, энэ сонголт нь үйлдвэрлэлийн хэрэглээ, хандалтын хяналтын систем, барилгын автоматжуулалт, цахилгаан шат зэрэгт зориулагдсан. Дээвэр дээр байрлах хөргөгч, агааржуулагч, сэнсийг удирдахад зориулагдсан. Эсвэл техникийн өрөөнд байрлах халаалтын зуух, насос. Өөрөөр хэлбэл, аж үйлдвэрээс гадна маш олон төрлийн програмууд байдаг. Интернэт зүйлсийн (IoT) тухай ярих ч хэрэггүй.
10BASE-T1 нь Single Pair Ethernet (SPE) стандартуудын зөвхөн нэг гэдгийг дурдах нь зүйтэй. Мөн 100BASE-T1 (802.3bw) болон 1000BASE-T1 (802.3bp) байдаг. Үнэн бол тэдгээрийг автомашины хэрэглээнд зориулж бүтээсэн тул хүрээ нь ердөө 15 (UTP) эсвэл 40 метр (STP) юм. Гэсэн хэдий ч төлөвлөгөөнд аль хэдийн урт хугацааны 100BASE-T1L багтсан байна. Тиймээс ирээдүйд тэд хурдны автомат хэлэлцээрийг нэмэх болно.
Энэ хооронд зохицуулалтыг ашигладаггүй - интерфэйсийг "хурдан эхлүүлэх" гэж зарласан: цахилгаан хангамжаас өгөгдөл солилцох хүртэл 100 мс-ээс бага.
Өөр нэг хувилбар (заавал биш) нь дохио-дуу чимээний харьцааг сайжруулах, алдааны тоог багасгах, үйлдвэрлэлийн хөндлөнгийн нөлөөллөөс сэргийлэхийн тулд дамжуулах далайцыг 1-ээс 2.4V хүртэл нэмэгдүүлэх явдал юм.
Мэдээжийн хэрэг, EEE. Энэ нь одоогоор дамжуулах өгөгдөл байхгүй тохиолдолд дамжуулагчийг унтрааж цахилгаан хэмнэх арга юм. Диаграмм нь энэ нь юу болохыг харуулж байна:
Өгөгдөл байхгүй - бид "Би орондоо орлоо" гэсэн мессежийг илгээж, салгаж байна. Бид хааяа сэрээд "Би энд байна" гэсэн мессеж илгээдэг. Өгөгдөл гарч ирэх үед эсрэг талд "Би сэрж байна" гэсэн дохио өгч, дамжуулалт эхэлнэ. Энэ нь зөвхөн хүлээн авагчид байнга ажилладаг гэсэн үг юм.
Одоо тэд стандартын хоёр дахь хувилбарыг юу бодож олсныг харцгаая.
10BASE-T1S
Сүүлийн захидлаас харахад энэ нь богино зайд зориулсан протокол болох нь тодорхой байна. Гэхдээ T1L богино зайд ажилладаг бол яагаад хэрэгтэй вэ? Онцлог шинж чанаруудыг унших:
- цэгээс цэгийн горимд 15м хүртэлх зайд
- дуплекс эсвэл хагас дуплекс
- проводники 24-26AWG (0.2-0.13мм2)
- тэмдгийн хурд 12.5 Mbaud
- DME, 4B5B кодчилол
- 1V (1Vpp) далайцтай дохио
- 4 хүртэлх завсрын холбогч (мөн хоёр терминал холбогч)
- EEE дэмжлэг байхгүй
Ямар ч онцгой зүйл байхгүй юм шиг байна. Тэгэхээр юунд зориулагдсан юм бэ? Гэхдээ үүний тулд:
- Олон цэгийн горимд 25м хүртэлх зай (8 зангилаа хүртэл)
Бөгөөд энэ нь:
- мөргөлдөхөөс зайлсхийх PLCA RS (PHY-Level Collision Avoidation Recoliation Sublayer) бүхий үйлдлийн горим
Энэ нь илүү сонирхолтой юм, тийм үү? Учир нь хяналтын кабинет, машин, робот, машин дахь утаснуудын тоог эрс багасгахад тусалдаг. Үүнийг сервер, унтраалга болон бусад электроникийн I2C-ийг орлуулах санал аль хэдийн гарсан байна.
Гэхдээ олон цэгийн горим нь сул талуудтай. Гол нь хуваалцсан өгөгдөл дамжуулах хэрэгсэл юм. Мэдээжийн хэрэг, мөргөлдөөнийг CSMA/CD ашиглан шийддэг. Гэхдээ ямар саатал гарах нь тодорхойгүй байна. Мөн зарим хэрэглээний хувьд энэ нь маш чухал юм. Тиймээс шинэ стандартад олон цэгийг тусгай PLCA RS горимоор нэмж оруулсан болно (дараагийн хэсгийг үзнэ үү).
Хоёрдахь дутагдал нь PoDL нь олон цэгт ажиллахгүй байх явдал юм. Өөрөөр хэлбэл эрчим хүчийг тусдаа кабелиар хангах эсвэл газар дээр нь хаа нэг газар авах шаардлагатай болно.
Гэсэн хэдий ч цэгээс цэгийн горимд PoDL нь T1S дээр ажилладаг.
PLCA RS
Энэ горим дараах байдлаар ажилладаг.
- зангилаа нь танигчийг хооронд нь хуваарилдаг бол ID=0 цэг нь зохицуулагч болно
- Зохицуулагч нь шинэ дамжуулалтын мөчлөгийн эхлэлийг харуулсан BEACON дохиог сүлжээнд өгч, түүний өгөгдлийн багцыг дамжуулдаг.
- өгөгдлийн багцыг дамжуулсны дараа дамжуулах дараалал дараагийн зангилаа руу шилждэг
- Хэрэв зангилаа 20 бит дамжуулахад шаардагдах хугацаанд дамжуулж эхлээгүй бол дараалал дараагийн зангилаа руу шилжинэ.
- бүх зангилаа өгөгдөл дамжуулсан (эсвэл ээлжээ алгассан) үед зохицуулагч шинэ мөчлөгийг эхлүүлнэ
Ерөнхийдөө TDMA-тай төстэй. Гэхдээ зангилаа нь дамжуулах зүйлгүй бол цаг хугацааныхаа хүрээг ашигладаггүй онцлогтой. Мөн хүрээний хэмжээг нарийн тодорхойлоогүй, учир нь... зангилаагаар дамжуулагдсан өгөгдлийн багцын хэмжээнээс хамаарна. Энэ бүхэн нь стандарт 802.3 Ethernet фреймүүд дээр ажилладаг (PLCA RS нь сонголттой тул нийцтэй байх ёстой).
PLCA-г ашигласны үр дүнг доорх графикт үзүүлэв. Эхнийх нь ачааллаас хамааран саатал, хоёр дахь нь дамжуулагч зангилааны тооноос хамаарч нэвтрүүлэх чадвар юм. Саатал нь илүү урьдчилан таамаглах боломжтой болсон нь тодорхой харагдаж байна. Хамгийн муу тохиолдолд энэ нь хамгийн муу тохиолдолд CSMA/CD-ээс 2 дахин бага байна:
Мөн PLCA-ийн хувьд сувгийн багтаамж илүү өндөр байдаг, учир нь мөргөлдөөнийг шийдвэрлэхэд зарцуулагдахгүй:
Холбогчууд
Эхлээд бид өөр өөр компаниудын санал болгож буй 6 холбогч сонголтоос сонгосон. Үүний үр дүнд бид эдгээр хоёр сонголтыг шийдсэн.
Үйл ажиллагааны хэвийн нөхцөлд CommScope-ийн IEC 63171-1 LC холбогчийг сонгосон.
Хэцүү орчинд - HARTING-ийн IEC 63171-6 (хуучнаар 61076-3-125) холбогч гэр бүл. Эдгээр холбогч нь IP20-ээс IP67 хүртэлх хамгаалалтын зэрэгт зориулагдсан.
Мэдээжийн хэрэг, холбогч ба кабель нь UTP эсвэл STP байж болно.
Бусад
Та ердийн дөрвөн хос Ethernet кабель ашиглаж, хос бүрийг тусдаа SPE суваг болгон ашиглаж болно. Дөрвөн тусдаа кабелийг хаа нэгтээ холдуулахгүйн тулд. Эсвэл нэг хос кабель ашиглаж, хамгийн төгсгөлд нь нэг хос Ethernet шилжүүлэгчийг суулгаарай.
Эсвэл шилэн кабелиар хол зайд сүлжээгээ сунгасан бол та энэ шилжүүлэгчийг байгууллагын дотоод сүлжээнд шууд холбож болно. Тэнд мэдрэгчийг нааж, тэдгээрийн уншилтыг эндээс уншина уу. Шууд сүлжээнд. Интерфэйс хувиргагч болон гарцгүй.
Мөн эдгээр нь мэдрэгч байх албагүй. Видео камер, домофон эсвэл ухаалаг гэрлийн чийдэн байж болно. Орцонд байгаа зарим хавхлагууд эсвэл турникийн хөтчүүд.
Тиймээс хэтийн төлөв нь сонирхолтой нээгдэж байна. Мэдээжийн хэрэг SPE бүх хээрийн автобусыг солих магадлал багатай юм. Гэхдээ тэр тэднээс нэлээд хэсгийг нь авах болно. Мэдээж машинд.
Жич Би стандартын текстийг нийтийн домэйн дээрээс олж чадаагүй. Дээрх мэдээллийг интернетэд байгаа төрөл бүрийн танилцуулга, материалаас хэсэгчлэн цуглуулсан. Тиймээс энэ нь алдаатай байж магадгүй юм.
Эх сурвалж: www.habr.com