Tanggal 5 Pébruari taun ieu, standar Ethernet 10-megabit énggal disatujuan. Leres, anjeun maca éta leres: sapuluh megabit per detik.
Naha urang peryogi laju anu rendah dina abad ka-21? Pikeun ngaganti plethora téknologi disumputkeun dina ngaran catchy "fieldbus" - Profibus, Modbus, CC-Link, CAN, FlexRay, HART, jeung saterusna. Aya seueur teuing, aranjeunna henteu cocog, sareng rélatif hese pikeun ngonpigurasikeun. Tapi anu urang hoyong laksanakeun nyaéta nyolok kabel kana saklar, sareng éta. Kawas kalawan Ethernet biasa.
Sarta geura-giru eta bakal mungkin! Minuhan: "802.3cg-2019 - Standar IEEE pikeun Ethernet - Amandemen 5: Spésifikasi Lapisan Fisik sareng Parameter Manajemén pikeun 10 Mb/s Operasi sareng Pangiriman Kakuatan Pangiriman dina Sapasang Konduktor Saimbang Tunggal.
Naon husus ngeunaan Ethernet anyar ieu? Anu mimiti, éta beroperasi dina kabel twisted-pair tunggal, sanés opat. Ku alatan éta, éta boga konektor leutik tur kabel thinner. Sareng éta tiasa nganggo kabel twisted-pasangan anu aya pikeun sénsor sareng aktuator.
Anjeun tiasa ngabantah yén Ethernet ngan ukur tiasa dianggo dugi ka 100 méter, sedengkeun sensor lokasina langkung jauh. Mémang, ieu pernah janten masalah. Tapi 802.3cg tiasa dianggo dugi ka 1 km! Ngan hiji pasangan! Cukup saé?
Sabenerna, éta malah hadé: pasangan sarua ieu ogé bisa mawa kakuatan. Éta dimana urang bakal ngamimitian.
IEEE 802.3bu Power over Data Lines (PoDL)
Kuring yakin loba anjeun geus ngadéngé PoE (Power over Ethernet) jeung nyaho yén dua pasang kawat anu diperlukeun pikeun ngirimkeun kakuatan. Input / kaluaran kakuatan perenahna di titik tengah trafo dina unggal pasangan. Ieu teu tiasa dilaksanakeun nganggo pasangan tunggal, janten pendekatan anu béda diperyogikeun. Diagram di handap nembongkeun kumaha kahayang ieu jalan. PoE klasik ogé kalebet pikeun tujuan ilustrasi.
Kieu:
PSE - parabot sumber kakuatan
PD - alat anu dikuatkeun (alat di tungtung anu nganggo listrik)
Mimitina, 802.3bu ngagaduhan 10 kelas kakuatan:
Tilu gradasi kondisional tegangan sumber disorot dina warna: 12, 24 sareng 48V.
Rarancang:
Vpse - tegangan suplai kakuatan, V
Vpd mnt — tegangan minimum dina PD, V
I max - arus maksimum dina garis, A
Ppd max — konsumsi kakuatan maksimum PD, W
Kalayan munculna protokol 802.3cg, 6 kelas deui ditambah:
Alami, kalayan rupa-rupa alat sapertos kitu, PSE sareng PD kedah satuju kana kelas catu daya sateuacan nerapkeun tegangan pinuh. Hal ieu dilakukeun ngagunakeun SCCP (Serial Communications Classification Protocol). Ieu protokol-speed low (333 bps) dumasar kana 1-Kawat. Ieu ngoperasikeun ngan lamun kakuatan utama teu dilarapkeun ka garis (kaasup dina mode sare).
Diagram blok nunjukkeun kumaha kakuatan disayogikeun:
- A arus 10 mA diterapkeun sareng ayana dioda zener 4 V dina tungtung éta dipariksa.
- kelas catu daya keur sapuk kana
- kakuatan utama disadiakeun
- Upami konsumsi turun di handap 10 mA, mode sare diaktipkeun (suplai daya sayaga 3.3 V)
- Upami pamakean langkung ti 1 mA, alat bakal kaluar tina mode sare.
Anjeun teu kedah cocog kelas kakuatan lamun geus dipikawanoh sateuacanna. Pilihan ieu disebut Fast Startup Mode. Éta dianggo, contona, dina mobil, sabab henteu kedah ngarobih konfigurasi alat anu disambungkeun.
Boh PSE atanapi PD tiasa ngamimitian transisi ka mode sare.
Ayeuna hayu urang ngaléngkah ka pedaran pangiriman data. Aya ogé anu pikaresepeun: standar netepkeun dua modeu operasi: jarak jauh sareng jarak pondok.
10 DASAR-T1L
Ieu mangrupikeun varian jangka panjang. fitur konci ngawengku:
- rentang - nepi ka 1 km
- 18AWG (0.8mm2) konduktor
- nepi ka 10 panyambung panengah (sareng dua panyambung tungtung)
- modeu operasi titik-ka-titik
- duplex pinuh
- laju simbol 7.5 Mbaud
- PAM-3 modulasi, 4B3T coding
- sinyal kalawan amplitudo 1V (1Vpp) atawa 2.4V
- Énergi Efisien Ethernet ("tenang / refresh" EEE) rojongan
Jelas, pilihan ieu dimaksudkeun pikeun aplikasi industri, sapertos sistem kontrol aksés, otomatisasi gedong, sareng lift. Ogé bisa dipaké pikeun ngadalikeun chillers rooftop, conditioners hawa, sarta kipas. Atawa boilers pemanasan sarta pompa lokasina di kamar utiliti. Dina basa sanés, éta ngagaduhan seueur aplikasi saluareun industri. Teu nyebut Internet of Things (IoT).
Perlu disebatkeun yén 10BASE-T1 ngan ukur salah sahiji standar Single Pair Ethernet (SPE). Aya ogé 100BASE-T1 (802.3bw) sareng 1000BASE-T1 (802.3bp). Nanging, ieu dikembangkeun pikeun aplikasi otomotif, janten jarakna ngan ukur 15 méter (UTP) atanapi 40 méter (STP). Nanging, jarak jauh 100BASE-T1L parantos direncanakeun. Ku kituna, rundingan otomatis bakal ditambahkeun dina mangsa nu bakal datang.
Bari koordinasi teu dipaké, panganteur nu dinyatakeun boga "mimiti gancang": kirang ti 100 mdet ti catu daya ka mimiti bursa data.
Pilihan séjén (opsional) nyaéta pikeun ningkatkeun amplitudo transmisi tina 1 ka 2.4V pikeun ningkatkeun rasio sinyal-to-noise, ngirangan jumlah kasalahan, sareng nyegah gangguan industri.
Sareng, tangtosna, EEE. Ieu mangrupikeun cara pikeun ngahémat listrik ku cara mareuman pamancar nalika teu aya data anu dikirimkeun. Diagram nunjukkeun kumaha rupana:
Henteu aya data - kami ngirim pesen "Kuring parantos bobo" sareng pegatkeun sambungan. Aya kalana, urang hudang sarta ngirim pesen "Kuring masih di dieu." Nalika data némbongan, sisi séjén nampi peringatan "Kuring hudang" sareng mimiti ngirimkeun. Dina basa sejen, ngan panarima nu terus aktip.
Ayeuna hayu urang tingali naon anu aranjeunna datang sareng versi kadua standar.
10 DASAR-T1S
Hurup terakhir nyalira ngajelaskeun yén ieu mangrupikeun protokol jarak pondok. Tapi naha éta diperlukeun lamun T1L jalan dina jarak pondok? Hayu urang baca spésifikasi:
- jarak nepi ka 15m dina mode point-to-point
- duplex atawa satengah duplex
- проводники 24-26AWG (0.2-0.13мм2)
- laju simbol 12.5 Mbaud
- DME, coding 4B5B
- sinyal kalawan amplitudo 1V (1Vpp)
- nepi ka 4 panyambung panengah (sareng dua panyambung tungtung)
- euweuh rojongan EEE
Sigana mah euweuh husus. Jadi keur naon? Muhun, pikeun ieu:
- jarak nepi ka 25m dina modeu multipoint (nepi ka 8 knots)
Sareng ieu:
- PLCA RS (PHY-Level Collision Avoidance Reconciliation Sublayer) mode nyingkahan tabrakan
Sareng éta langkung pikaresepeun, sanés? Kusabab éta ngabantosan sacara signifikan ngirangan jumlah kabel dina kabinet kontrol, mesin, robot, sareng mobil. Sareng parantos aya usulan pikeun ngagunakeun éta salaku gaganti I2C dina server, saklar sareng éléktronika sanésna.
Sanajan kitu, mode multipoint boga drawbacks na. Anu utama nyaéta média transmisi data anu dibagi. Tabrakan, tangtosna, direngsekeun nganggo CSMA / CD. Tapi latency aub teu kanyahoan. Sareng pikeun sababaraha aplikasi, ieu kritis. Ku alatan éta, standar anyar supplemented multipoint ku mode PLCA RS husus (tingali bagian salajengna).
Kelemahan kadua nyaéta PoDL henteu tiasa dianggo sareng multipoint. Ieu hartosna kakuatan kedah disayogikeun ku kabel anu misah atanapi sumber lokal.
Nanging, PoDL ogé tiasa dianggo dina modeu titik-ka-titik dina T1S.
PLCA RS
Modeu ieu jalanna kieu:
- titik ngadistribusikaeun identifiers diantara sorangan, titik kalawan ID = 0 janten koordinator
- koordinator ngaluarkeun sinyal BEACON ka jaringan, nandakeun awal siklus transmisi anyar, sarta ngirimkeun pakét data na
- Saatos ngirimkeun pakét data, antrian pangiriman pindah ka titik salajengna
- Upami hiji titik teu acan ngamimitian ngirimkeun dina waktos anu diperyogikeun pikeun ngirimkeun 20 bit, antrian pindah ka titik salajengna.
- Nalika sakabéh titik geus dikirimkeun data (atawa lasut péngkolan maranéhanana), koordinator dimimitian siklus anyar
Sacara umum, ieu sami sareng TDMA. Nanging, bédana nyaéta titik henteu nganggo pigura waktos upami teu aya anu ngirimkeun. Sareng ukuran pigura henteu ditetepkeun sacara ketat, sabab gumantung kana ukuran pakét data anu dikirimkeun ku node. Sarta sakabeh ieu beroperasi dina luhureun standar 802.3 pigura Ethernet (PLCA RS nyaeta pilihan, jadi kasaluyuan diperlukeun).
Hasil tina ngagunakeun PLCA dipidangkeun dina grafik di handap ieu. Anu kahiji nunjukkeun latency salaku fungsi beban, anu kadua nunjukkeun throughput salaku fungsi tina jumlah titik pangiriman. Ieu jelas yén latency geus jadi leuwih bisa diprediksi. Sareng dina kasus anu paling parah, éta dua ordo gedéna langkung handap tibatan dina kasus anu parah CSMA / CD:
Sareng throughput saluran dina kasus PLCA langkung luhur, sabab henteu dianggo pikeun resolusi tabrakan:
Konektor
Mimitina, urang milih tina genep pilihan konektor ditawarkeun ku pausahaan béda. Tungtungna, urang netepkeun dua pilihan ieu:
Pikeun kaayaan operasi normal, konektor CommScope IEC 63171-1 LC dipilih.
Pikeun lingkungan anu kasar, HARTING nawiskeun kulawarga konektor IEC 63171-6 (baheulana 61076-3-125). Konektor ieu dipeunteun pikeun rating panyalindungan ti IP20 nepi ka IP67.
Tangtosna, konektor sareng kabel tiasa janten UTP atanapi STP.
Прочее
Anjeun tiasa make kabel Ethernet opat-pasangan baku, ngagunakeun unggal pasangan pikeun saluran SPE misah. Ieu avoids kudu ngajalankeun opat kabel misah. Alternatipna, Anjeun bisa make kabel single-pasangan tur masang single-pasangan switch Ethernet di tungtung jauh.
Atanapi anjeun tiasa nyambungkeun switch ieu langsung ka jaringan lokal perusahaan upami jaringan serat optik parantos diperpanjang ka lokasi anu jauh. Colokkeun sensor di dinya, sareng tingali bacaanana di dieu. Langsung ngaliwatan jaringan. Taya converters panganteur atawa gateways diperlukeun.
Sareng ieu henteu kedah janten sensor. Éta tiasa janten kaméra pidéo, interkom, atanapi bohlam lampu pinter. Aktuator klep atanapi turnstiles di checkpoints.
Jadi prospek anu seru. Teu mungkin, tangtosna, SPE bakal ngagentos sadaya beus lapangan. Tapi bakal nyandak sapotong anu ageung tina aranjeunna. Pasti dina mobil.
P.S. Abdi henteu tiasa mendakan téks standar anu sayogi pikeun umum. Inpormasi di luhur dihijikeun tina sababaraha presentasi sareng bahan online. Ku alatan éta, éta bisa ngandung akurat.
sumber: www.habr.com
