Fil-5 ta 'Frar ta' din is-sena, ġie approvat standard ġdid għal 10-Mbit Ethernet. Iva, taqra sew: għaxar megabits kull sekonda.
Għala hija meħtieġa veloċità "żgħira" bħal din fis-seklu 21? Biex tissostitwixxi ż-żoo li hija moħbija taħt l-isem kapaċjuż "field bus" - Profibus, Modbus, CC-Link, CAN, FlexRay, HART, eċċ. Hemm wisq minnhom, huma inkompatibbli ma 'xulxin u huma relattivament diffiċli biex jiġu kkonfigurati. Imma trid biss twaħħal il-kejbil fis-swiċċ, u dak hu. L-istess bħal ma 'Ethernet regolari.
U dalwaqt dan ikun possibbli! Iltaqa ': "802.3cg-2019 - Standard IEEE għall-Ethernet - Emenda 5: Speċifikazzjonijiet tas-Saff Fiżiku u Parametri ta' Ġestjoni għal Operazzjoni ta' 10 Mb/s u Kunsinna ta' Enerġija Assoċjata fuq Par Waħdieni Ibbilanċjat ta' Kondutturi."
X'hemm daqshekk eċċitanti dwar dan l-Ethernet il-ġdid? L-ewwelnett, taħdem fuq par mibrum wieħed, u mhux fuq erbgħa. Għalhekk, għandha inqas konnetturi u kejbils irqaq. U tista 'tuża kejbil tal-par mibrum diġà mqiegħed li jmur lejn is-sensuri u l-attwaturi.
Tista 'targumenta li l-Ethernet jaħdem sa 100 metru, iżda s-sensuri jinsabu ħafna aktar 'il bogħod. Tabilħaqq, din qabel kienet problema. Iżda 802.3cg jaħdem f'distanza sa 1 km! Par wieħed kull darba! Mhux ħażin?
Fil-fatt, saħansitra aħjar: l-enerġija tista 'wkoll tiġi fornuta permezz tal-istess par. Hemmhekk se nibdew.
IEEE 802.3bu Power over Data Lines (PoDL)
Naħseb li ħafna minnkom smajtu dwar PoE (Power over Ethernet) u jafu li 2 pari ta 'wajers huma meħtieġa biex jittrasmettu l-enerġija. L-input/output tal-enerġija jsir fil-punti tan-nofs tat-trasformaturi ta 'kull par. Dan ma jistax isir bl-użu ta 'par wieħed. Għalhekk, kellna nagħmluha differenti. Kif jidher eżatt fil-figura hawn taħt. Pereżempju, ġie miżjud ukoll PoE klassiku.
Hawnhekk:
PSE – tagħmir għall-provvista tal-enerġija (provvista tal-enerġija)
PD – apparat imħaddem (apparat imbiegħed li jikkonsma l-elettriku)
Inizjalment, 802.3bu kellu 10 klassijiet ta 'enerġija:
Tliet gradazzjonijiet konvenzjonali tal-vultaġġ tas-sors huma enfasizzati bil-kulur: 12, 24 u 48V.
Denominazzjonijiet:
Vpse — vultaġġ tal-provvista tal-enerġija, V
Vpd min - vultaġġ minimu fuq PD, V
I max - kurrent massimu fil-linja, A
Ppd max — konsum massimu ta' enerġija PD, W
Bil-miġja tal-protokoll 802.3cg, ġew miżjuda 6 klassijiet oħra:
Naturalment, b'diversità bħal din, il-PSE u l-PD għandhom jaqblu dwar il-klassi tal-enerġija qabel ma japplikaw vultaġġ sħiħ. Dan isir bl-użu ta' SCCP (Serial Communications Classification Protocol). Dan huwa protokoll ta 'veloċità baxxa (333 bps) ibbażat fuq 1-Wire. Jaħdem biss meta l-enerġija prinċipali ma tiġix fornuta lil-linja (inkluż fil-modalità sleep).
Id-dijagramma tal-blokk turi kif tiġi fornuta l-enerġija:
- jiġi fornut kurrent ta' 10mA u l-preżenza ta' dajowd zener 4V f'dak it-tarf tiġi kkontrollata
- klassi tal-qawwa hija miftiehma
- enerġija prinċipali hija fornuta
- jekk il-konsum jinżel taħt 10mA, il-modalità sleep hija attivata (provvista ta 'enerġija standby 3.3V)
- jekk il-konsum jaqbeż 1mA, il-modalità sleep toħroġ
M'hemmx bżonn li jsir qbil dwar il-klassi tal-ikel jekk tkun magħrufa minn qabel. Din l-għażla tissejjaħ Modalità tal-Istartjar Mgħaġġel. Jintuża, pereżempju, fil-karozzi, għaliex m'hemmx bżonn li tinbidel il-konfigurazzjoni tat-tagħmir konness.
Kemm PSE kif ukoll PD jistgħu jibdew modalità sleep.
Issa ejja ngħaddu għad-deskrizzjoni tat-trasferiment tad-data. Hemm ukoll interessanti: l-istandard jiddefinixxi żewġ modi operattivi - medda twila u għal distanzi qosra.
10BASE-T1L
Din hija għażla fit-tul. Il-karatteristiċi ewlenin huma kif ġej:
- firxa - sa 1 km
- kondutturi 18AWG (0.8mm2)
- sa 10 konnetturi intermedji (u żewġ konnetturi terminali)
- mod operattiv minn punt għal punt
- full duplex
- rata tas-simbolu 7.5 Mbaud
- Modulazzjoni PAM-3, kodifikazzjoni 4B3T
- sinjal b'amplitudni 1V (1Vpp) jew 2.4V
- Appoġġ għall-Ethernet Effiċjenti tal-Enerġija ("kwiet/aġġornament" EEE).
Ovvjament, din l-għażla hija maħsuba għal applikazzjonijiet industrijali, sistemi ta 'kontroll ta' aċċess, awtomazzjoni tal-bini, liftijiet. Għall-kontroll ta 'chillers, air conditioners, u fannijiet li jinsabu fuq is-soqfa. Jew bojlers tat-tisħin u pompi li jinsabu fi kmamar tekniċi. Jiġifieri, hemm ħafna applikazzjonijiet differenti minbarra l-industrija. Biex ma nsemmux l-Internet tal-Oġġetti (IoT).
Ta 'min isemmi li 10BASE-T1 huwa biss wieħed mill-istandards ta' Single Pair Ethernet (SPE). Hemm ukoll 100BASE-T1 (802.3bw) u 1000BASE-T1 (802.3bp). Veru, ġew żviluppati għal applikazzjonijiet tal-karozzi, għalhekk il-firxa hemm biss 15 (UTP) jew 40 metru (STP). Madankollu, il-pjanijiet diġà jinkludu 100BASE-T1L fuq medda twila. Allura fil-futur se jżidu l-awto-negozjar tal-veloċità.
Sadanittant, il-koordinazzjoni ma tintużax - jiġi ddikjarat "bidu rapidu" tal-interface: inqas minn 100ms mill-provvista tal-enerġija sal-bidu tal-iskambju tad-dejta.
Għażla oħra (mhux obbligatorja) hija li tiżdied l-amplitudni tat-trażmissjoni minn 1 sa 2.4V biex ittejjeb il-proporzjon tas-sinjal għall-ħoss, tnaqqas in-numru ta 'żbalji, u tikkontrobattu l-interferenza industrijali.
U, ovvjament, EEE. Dan huwa mod kif tiffranka l-elettriku billi titfi t-trasmettitur jekk ma jkunx hemm dejta biex tittrasmetti bħalissa. Id-dijagramma turi kif jidher dan:
Ebda data - aħna nibagħtu l-messaġġ "I mort torqod" u skonnettja. Kultant inqumu u nibagħtu l-messaġġ "Għadni hawn." Meta d-dejta tidher, in-naħa opposta tiġi mwissija "Qiegħed inqum" u tibda t-trażmissjoni. Jiġifieri, ir-riċevituri biss qed jaħdmu kontinwament.
Issa ejja naraw x'ħarġu bit-tieni verżjoni tal-istandard.
10BASE-T1S
Diġà mill-aħħar ittra jidher ċar li dan huwa protokoll għal distanzi qosra. Imma għaliex hija meħtieġa jekk T1L jaħdem fuq distanzi qosra? Qari tal-karatteristiċi:
- medda sa 15m fil-modalità punt għal punt
- duplex jew half duplex
- проводники 24-26AWG (0.2-0.13мм2)
- rata tas-simbolu 12.5 Mbaud
- DME, kodifikazzjoni 4B5B
- sinjal b'amplitudni 1V (1Vpp)
- sa 4 konnetturi intermedji (u żewġ konnetturi terminali)
- ebda appoġġ EEE
Jidher li xejn speċjali. Allura għalxiex? Iżda għal dan:
- medda sa 25m fil-modalità multipoint (sa 8 knots)
U dan:
- modalità operattiva b'evitar tal-ħabtiet PLCA RS (Sublayer ta' Rikonċiljazzjoni għall-Evitar ta' Ħabtiet fil-Livell PHY)
U dan huwa ferm aktar interessanti, hux? Għax jgħin biex inaqqas ħafna n-numru ta 'wajers fil-kabinetti tal-kontroll, magni, robots, u karozzi. U diġà hemm proposti biex jintuża bħala sostitut għall-I2C fis-servers, swiċċijiet u elettronika oħra.
Iżda l-modalità multipunt għandha l-iżvantaġġi tagħha. Il-wieħed ewlieni huwa mezz ta 'trasmissjoni ta' data kondiviża. Naturalment, il-ħabtiet jiġu solvuti bl-użu ta 'CSMA/CD. Iżda mhux magħruf x'se jkun id-dewmien. U għal xi applikazzjonijiet dan huwa kritiku. Għalhekk, fl-istandard il-ġdid, multipoint ġie supplimentat b'modalità PLCA RS speċjali (ara t-taqsima li jmiss).
It-tieni żvantaġġ huwa li PoDL ma jaħdimx f'multipoint. Jiġifieri, l-enerġija se jkollha tiġi fornuta permezz ta 'kejbil separat jew meħuda x'imkien fuq il-post.
Madankollu, fil-modalità punt għal punt, PoDL jaħdem ukoll fuq T1S.
PLCA RS
Din il-modalità taħdem kif ġej:
- nodi jqassmu identifikaturi bejniethom, in-nodu b'ID=0 isir il-koordinatur
- il-koordinatur joħroġ sinjal BEACON lin-netwerk, li jindika l-bidu ta’ ċiklu ta’ trażmissjoni ġdid u jittrażmetti l-pakkett tad-dejta tiegħu
- wara li jittrasmetti pakkett tad-dejta, il-kju tat-trasmissjoni jimxi lejn in-nodu li jmiss
- jekk in-nodu ma jkunx beda jittrasmetti fiż-żmien meħtieġ biex jittrasmetti 20 bit, il-kju jimxi lejn in-nodu li jmiss
- meta n-nodi kollha jkunu trażmettu data (jew qabżu min-naħa tagħhom), il-koordinatur jibda ċiklu ġdid
B'mod ġenerali tixbaħ TDMA. Iżda bil-partikolarità li n-nodu ma jużax il-qafas ta 'żmien tiegħu jekk ma jkollu xejn x'jitrażmetti. U d-daqs tal-qafas mhuwiex definit b'mod strett, għaliex... jiddependi fuq id-daqs tal-pakkett tad-dejta trażmess min-node. U kollox jimxi fuq qafas standard Ethernet 802.3 (PLCA RS hija fakultattiva, għalhekk għandu jkun hemm kompatibilità).
Ir-riżultat tal-użu tal-PLCA jidher hawn taħt fil-graffs. L-ewwel huwa d-dewmien skont it-tagħbija, it-tieni huwa t-throughput skont in-numru ta 'nodi li jittrasmettu. Jidher ċar li d-dewmien sar ħafna aktar prevedibbli. U fl-agħar każ huwa 2 ordnijiet ta 'kobor inqas milli fl-agħar każ CSMA/CD:
U l-kapaċità tal-kanal fil-każ ta 'PLCA hija ogħla, għaliex ma jintefaqx fuq is-soluzzjoni tal-ħabtiet:
Konnetturi
Inizjalment, għażilna minn għażliet ta 'konnettur 6 offruti minn kumpaniji differenti. B'riżultat ta' dan, ikkonċentraw fuq dawn iż-żewġ għażliet:
Għal kundizzjonijiet operattivi normali, intgħażel il-konnettur LC IEC 63171-1 ta 'CommScope.
Għal ambjenti ħarxa - il-familja tal-konnetturi IEC 63171-6 (qabel 61076-3-125) minn HARTING. Dawn il-konnetturi huma ddisinjati għal gradi ta 'protezzjoni minn IP20 sa IP67.
Naturalment, il-konnetturi u l-kejbils jistgħu jkunu jew UTP jew STP.
Oħra
Tista 'tuża kejbil Ethernet regolari ta' erba 'pari, billi tuża kull par għal kanal SPE separat. Sabiex ma tiġbedx erba 'kejbils separati x'imkien fil-bogħod. Jew uża kejbil b'par wieħed, u installa swiċċ Ethernet b'par wieħed fit-tarf 'il bogħod.
Jew tista 'tqabbad dan is-swiċċ direttament man-netwerk lokali tal-intrapriża, jekk netwerk ikun diġà ġie estiż fuq distanzi twal permezz tal-fibra ottika. Waħħal is-sensuri fiha hemmhekk, u aqra l-qari minnhom hawn. Direttament fuq in-netwerk. Mingħajr interface konvertituri u gateways.
U dawn mhux bilfors iridu jkunu sensuri. Jista 'jkun hemm kameras tal-vidjo, intercoms jew bozoz tad-dawl intelliġenti. Drives ta' xi valvi jew turnstiles fid-daħliet.
Allura l-prospetti qed jinfetħu interessanti. Huwa improbabbli, ovvjament, li SPE se tissostitwixxi l-field buses kollha. Imma se jieħu biċċa ġusta minnhom. Ċertament fil-karozzi.
PS Ma sibtx it-test tal-istandard fid-dominju pubbliku. L-informazzjoni ta’ hawn fuq inġabret biċċa biċċa minn diversi preżentazzjonijiet u materjali disponibbli fuq l-Internet. Allura jista 'jkun hemm ineżattezzi fiha.
Sors: www.habr.com