quarter Ethernet: xawaaraha hore, fursadaha cusub

5tii Febraayo ee sanadkan, waxaa la ansixiyay halbeeg cusub oo ah 10-Mbit Ethernet. Haa, waxaad akhridaa xaqaas: toban megabits ilbiriqsikii.

Waa maxay sababta xawaaraha "yar" ee noocaas ah loogu baahan yahay qarniga 21-aad? Si aad u bedesho beerta xayawaanka ee ku hoos qarsoon magaca awoodda leh ee "baska garoonka" - Profibus, Modbus, CC-Link, CAN, FlexRay, HART, iwm. Waxaa jira aad u badan oo iyaga ka mid ah, ma wada socon karaan midba midka kale oo ay adag tahay in la habeeyo. Laakin kaliya waxaad rabtaa inaad fiilada ku xirto furaha, waana taas. Si la mid ah Ethernet-ka caadiga ah.

Dhawaanna waa suurtogal! La kulan: "802.3cg-2019 - IEEE Heerka Ethernet - Wax ka beddelka 5: Tilmaamaha Lakabka Jirka iyo Maaraynta Maaraynta ee 10 Mb/s Hawlgalka iyo Bixinta Awoodda La Xidhiidha ee Hal Lammaane oo Dheelitirsan oo Maamule ah."

Maxaa xiiso badan oo ku saabsan Ethernet-kan cusub? Marka hore, waxay ka shaqeysaa hal lammaane oo maroojin ah, oo aan ka badnayn afar. Sidaa darteed, waxa ay leedahay xidhiyaal yar iyo fiilooyinka khafiifka ah. Waxaadna isticmaali kartaa fiilooyinka lamaanaha ee hore loo dhigay ee u socda dareemayaasha iyo hawl-wadeennada.

Waxaad ku doodi kartaa in Ethernet uu shaqeeyo ilaa 100 mitir, laakiin dareemayaasha ayaa ku yaal meel aad u fog. Runtii, tani waxay ahaan jirtay dhibaato. Laakiin 802.3cg wuxuu ka shaqeeyaa fogaan dhan ilaa 1 km! Hal laba marba! Ma xuma?

Dhab ahaantii, xitaa ka sii fiican: awoodda sidoo kale waxaa lagu bixin karaa iyada oo la adeegsanayo lammaane isku mid ah. Halkaas ayaan ka bilaabi doonaa.

IEEE 802.3bu Awood ka sareysa Khadadka Xogta (PoDL)

Waxaan filayaa in qaar badan oo idinka mid ah aad maqasheen PoE (Power over Ethernet) oo aad ogaataan in 2 lammaane oo fiilooyin ah loo baahan yahay si loo gudbiyo awoodda. Wax-soo-saarka awoodda waxa lagu sameeyaa barta dhexe ee taransfooriyeyaasha lammaane kasta. Tan laguma samayn karo hal lamaane. Sidaa darteed, waxay ahayd inaan samayno si ka duwan. Sida saxda ah ee lagu muujiyay sawirka hoose. Tusaale ahaan, PoE classic ayaa sidoo kale lagu daray.

Halkan:
PSE – Qalabka korontada laga dhaliyo (korontada)
PD - qalab ku shaqeeya (qalabka fog ee isticmaala korontada)

Markii hore, 802.3bu wuxuu lahaa 10 fasal oo awood ah:

Saddex darajo oo caadi ah oo danab isha ah ayaa lagu muujiyay midabka: 12, 24 iyo 48V.

Naqshadeynta:
Vpse - danab koronto, V
Vpd min - tamarta ugu yar ee PD, V
I max — ugu badnaan hadda xariiqda, A
PPd max - ugu badnaan isticmaalka tamarta PD, W

Markii uu soo baxay borotokoolka 802.3cg, 6 fasal oo kale ayaa lagu daray:

Dabcan, kala duwanaanshahan oo kale, PSE iyo PD waa in ay ku heshiiyaan heerka awooda ka hor intaysan codsan danab buuxa. Tan waxa lagu sameeyaa iyada oo la isticmaalayo SCCP (Borotokoolka Kala-saarista Isgaadhsiinta Taxanaha ah). Kani waa borotokool xawaare hooseeya (333 bps) oo ku salaysan 1-Wire. Waxay shaqeysaa kaliya marka awooda ugu weyn aan la siinin khadka (ay ku jirto qaabka hurdada).

Jaantusku wuxuu muujinayaa sida awoodda loo bixiyo:

• hadda 10mA ah ayaa la keenay oo joogitaanka 4V zener diode ee dhamaadkaas waa la hubiyaa
• heerka awood waa lagu heshiiyey
• awoodda ugu weyn ayaa la bixiyaa
• Haddii isticmaalka uu hoos u dhaco 10mA, qaabka hurdada waa la hawlgeliyay (soo bixinta awoodda heeganka 3.3V)
• haddii isticmaalku ka sarreeyo 1mA, qaabka hurdadu wuu baxayaa

Looma baahna in lagu heshiiyo fasalka cuntada haddii horay loo sii ogaa. Doorashadan waxa lagu magacaabaa Habka Bilowga Degdegga ah. Waxaa loo isticmaalaa, tusaale ahaan, baabuurta, sababtoo ah Looma baahna in la beddelo qaabeynta qalabka ku xiran.

PSE iyo PD labaduba waxay bilaabi karaan habka hurdada.

Hadda aan u gudubno sharraxaadda wareejinta xogta. Waxa kale oo xiiso leh halkaas: halbeeggu wuxuu qeexayaa laba nooc oo hawlgal ah - fogaan dheer iyo masaafo gaaban.

10BASE-T1L

Tani waa doorasho dheer oo la gaari karo. Tilmaamaha ugu muhiimsan waa sida soo socota:

• dhererka - ilaa 1 km
• kirishbooyada 18AWG (0.8mm2)
• ilaa 10 xidhiidhiye dhexe (iyo laba xidhiidhiye)
• qaab hawleedka bar-ilaa-dhibcood
• Duplex buuxa
• heerka calaamadda 7.5 Mbaud
• Hababka PAM-3, 4B3T codaynta
• signal leh ballaciisu yahay 1V (1Vpp) ama 2.4V
• Taageerada Tamarta Waxtarka Tamarta ah ee Ethernet ("aamus/soo kicin" EEE).

Sida iska cad, doorashadan waxaa loogu talagalay codsiyada warshadaha, nidaamyada kontoroolka helitaanka, qalabaynta dhismaha, wiishka. Xakamaynta qaboojiyeyaasha, qaboojiyaha, iyo marawaxada ku yaal saqafyada. Ama kuleyliyaha kuleyliyaha iyo bambooyin ku yaal qolalka farsamada. Taasi waa, waxaa jira codsiyo badan oo kala duwan marka laga reebo warshadaha. Ma aha in la xuso Internetka Waxyaabaha (IoT).

Waxaa mudan in la xuso in 10BASE-T1 uu yahay mid ka mid ah halbeegyada Single Pair Ethernet (SPE). Waxa kale oo jira 100BASE-T1 (802.3bw) iyo 1000BASE-T1 (802.3bp). Run, waxaa loo sameeyay codsiyada baabuurta, sidaas darteed kala duwanaanshaha waxaa jira 15 (UTP) ama 40 mitir (STP). Si kastaba ha ahaatee, qorshayaasha horeba waxaa ku jira 100BASE-T1L-dheer. Markaa mustaqbalka waxay ku dari doonaan otomaatig-gorgortanka xawaaraha.

Dhanka kale, isuduwidda lama isticmaalo - "bilaw degdeg ah" ee interface ayaa lagu dhawaaqay: in ka yar 100ms laga bilaabo sahayda korontada ilaa bilawga xog isweydaarsiga.

Ikhtiyaar kale (ikhtiyaar) waa in la kordhiyo baaxadda gudbinta laga bilaabo 1 ilaa 2.4V si loo hagaajiyo saamiga calaamad-ilaa-qeylada, la yareeyo tirada khaladaadka, iyo ka hortagga faragelinta warshadaha.

Iyo, dabcan, EE. Tani waa hab lagu badbaadiyo korontada iyadoo la damiyo gudbiyaha haddii aysan jirin xog la gudbiyo xilligan. Jaantuska ayaa muujinaya sida tani u egtahay:


Macluumaad la'aan - waxaan dirnaa fariinta "Waan seexday" oo aan ka jarnay. Marmar waanu kacnaa oo dirnaa fariinta "wali halkan ayaan joogaa." Marka xogtu soo baxdo, dhinaca ka soo horjeeda ayaa loo digayaa "Waan soo toosayaa" oo gudbintu waxay bilaabmaysaa. Taasi waa, kaliya kuwa qaata ayaa si joogto ah u shaqeynaya.

Hadda aan aragno waxa ay la yimaadeen nooca labaad ee heerka.

10BASE-T1S

Horeba warqadii ugu dambaysay way caddahay in tani ay tahay borotokool masaafo gaaban. Laakiin maxaa loogu baahan yahay haddii T1L uu ka shaqeeyo masaafo gaaban? Akhrinta sifooyinka:

• dhexroor ilaa 15m oo ah qaab dhibic-dhibceed
• laba-dulex ama laba-labo-badh
• проводники 24-26AWG (0.2-0.13мм2)
• heerka calaamadda 12.5 Mbaud
• DME, codaynta 4B5B
• signal leh baaxad weyn 1V (1Vpp)
• ilaa 4 xidhiidhiye dhexe (iyo laba xidhiidhiye)
• ma jirto taageero EEE

Waxay u muuqataa wax aan gaar ahayn. Haddaba maxaa loogu talagalay? Laakiin tan:

• waxay u dhaxaysaa ilaa 25m oo ah qaab multipoint ah (ilaa 8 garaac)

Iyo kan:

• qaabka hawlgalka oo leh ka fogaansho isku dhac PLCA RS (Heerka-PHY-ga Iska ilaalinta Dib-u-heshiisiinta Dib-u-heshiisiinta)

Tanina aad ayey u xiiso badan tahay, miyaanay ahayn? Sababtoo ah waxay si weyn u dhimaysaa tirada fiilooyinka ku jira armaajooyinka, mishiinada, robot-yada, iyo baabuurta. Waxaana horeba u jiray soo jeedinno loogu isticmaali karo beddelka I2C ee server-yada, furayaasha iyo qalabka kale ee elektiroonigga ah.

Laakiin qaabka multipoint ayaa leh cilladihiisa. Midda ugu weyn waa dhexdhexaad gudbinta xogta la wadaago. Dabcan, shilalka waxaa lagu xalliyaa CSMA/CD. Balse lama oga waxa uu dib u dhac ku imaan doono. Codsiyada qaarna tani waa muhiim. Sidaa darteed, heerka cusub, multipoint waxaa lagu kabay hab gaar ah oo PLCA RS ah (eeg qaybta xigta).

Cilladda labaad ayaa ah in PoDL uusan ku shaqeynin dhibcaha badan. Taasi waa, korontada waa in lagu bixiyaa fiilo gaar ah ama la qaado meel goobta ah.

Si kastaba ha noqotee, qaabka dhibic-dhibcaha, PoDL wuxuu kaloo ka shaqeeyaa T1S.

PLCA RS

Habkani wuxuu u shaqeeyaa sida soo socota:

• noodhadhku waxay isu qaybiyaan aqoonsiyo dhexdooda, noodhka leh ID=0 wuxuu noqdaa isuduwaha
• Isku-duwaha ayaa soo saara calaamadda BEACON ee shabakadda, taasoo muujinaysa bilawga wareegga gudbinta cusub oo gudbiya xirmo xogeed
• ka dib gudbinta xirmo xog, safka gudbintu wuxuu u guuraa noodhka xiga
• haddii nambarku aanu bilaabin gudbinta wakhtiga loo baahan yahay in lagu gudbiyo 20 bits, safku waxa uu u guuraa qanjirka xiga
• Marka dhammaan qanjidhada ay gudbiyaan xogta (ama ka boodeen markooda), isku-duwaha wuxuu bilaabayaa wareeg cusub

Guud ahaan waxay u egtahay TDMA. Laakiin iyada oo si gaar ah loo eegayo in noodhku aanu isticmaalin wakhtiga xaddidan haddii uusan haysan wax uu gudbiyo. Oo cabbirka jirku si adag looma qeexin, sababtoo ah ... waxay ku xiran tahay xajmiga baakidhka xogta ee uu gudbiyo noodhka. Dhammaantoodna waxay ku socdaan korka heerka 802.3 Ethernet frames (PLCA RS waa ikhtiyaari, markaa waa in la waafajiyaa).

Natiijada isticmaalka PLCA ayaa lagu muujiyay hoos garaafyada. Midka koowaad waa daahitaanka iyadoo ku xiran culeyska, kan labaadna waa wax-soo-saarka iyadoo ku xiran tirada noodhka gudbinta. Waxaa si cad loo ogaan karaa in dib u dhacu uu noqday mid la sii saadaalin karo. Kiiskii ugu xumaana waa 2 amar oo cabbir ka yar kii ugu xumaa ee CSMA/CD:

Iyo awoodda kanaalka ee kiiska PLCA ayaa ka sarreeya, sababtoo ah laguma kharash gareeyo xallinta isku dhaca:

Xiriirada

Markii hore, waxaan ka doorannay 6 doorasho xiriiriye oo ay bixiyaan shirkado kala duwan. Natiijo ahaan, waxaan isla meel dhignay labadan doorasho:

Xaaladaha hawlgalka caadiga ah, CommScope's IEC 63171-1 LC xiriiriyaha ayaa la doortay.

Deegaannada qallafsan – IEC 63171-6 (horey u ahaan jiray 61076-3-125) xiriiriyaha qoyska ee HARTING. Xidhiidhiyayaashan waxaa loogu talagalay heerarka ilaalinta IP20 ilaa IP67.

Dabcan, xirayaasha iyo fiilooyinka waxay noqon karaan UTP ama STP midkood.

Kale

Waxaad isticmaali kartaa fiilo afar-labo ah oo Ethernet ah, adigoo isticmaalaya labo-labo kanaal gaar ah oo SPE ah. Si aan afar fiilood oo kala duwan meel fog u jiidin. Ama isticmaal fiilada hal-labo ah, oo ku rakib hal-labo Ethernet furaha dhamaadka fog.

Ama waxaad si toos ah ugu xidhi kartaa dareemahan shabakada deegaanka ee shirkada, haddii shabakad hore loogu kordhiyay masaafo dheer iyada oo loo marayo fiber optics. Ku dheji dareemayaasha halkaas, oo akhri akhrintooda halkan. Si toos ah shabakada. Iyadoo aan lahayn beddelayaasha interface iyo albaabbada.

Kuwanuna daruuri maaha inay noqdaan dareemayaal. Waxaa jiri kara kamarado fiidiyoow ah, intercoms ama nalalka smart. Wadista qaar ka mid ah valves ama leexashada meelaha laga soo galo.

Markaa rajadu waxay furaysaa mid xiiso leh. Uma badna, dabcan, in SPE ay beddesho dhammaan basaska goobta. Laakiin wuxuu ka soo saari doonaa qayb caddaalad ah. Waa hubaal in baabuurta.

PS Maan helin qoraalka halbeegga ee goobaha dadweynaha. Macluumaadka kor ku xusan ayaa gabal gabal laga soo ururiyay bandhigyo iyo agabyo kala duwan oo laga heli karo internetka. Markaa waxaa laga yaabaa inay khaladaad ku jiraan.

Source: www.habr.com