Dina 5 Pébruari taun ieu, standar anyar pikeun 10-Mbit Ethernet disatujuan. Leres, anjeun leres-leres maca: sapuluh megabit per detik.
Naha laju "leutik" sapertos diperyogikeun dina abad ka-21? Pikeun ngagentos kebon binatang anu disumputkeun dina nami anu ageung "beus lapangan" - Profibus, Modbus, CC-Link, CAN, FlexRay, HART, jsb. Aya seueur teuing, aranjeunna henteu cocog sareng anu sanés sareng rélatif hese pikeun ngonpigurasikeun. Tapi anjeun ngan ukur hoyong nyolok kabel kana saklar, sareng éta. Sarua jeung 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 Operasi 10 Mb / s sareng Pangiriman Daya Patali dina Sapasang Konduktor Saimbang."
Naon seru ngeunaan Ethernet anyar ieu? Anu mimiti, éta tiasa dianggo dina hiji pasangan twisted, sareng henteu langkung ti opat. Ku alatan éta, éta boga pangsaeutikna konektor jeung kabel thinner. Sareng anjeun tiasa nganggo kabel pasangan twisted anu parantos dipasang kana sénsor sareng aktuator.
Anjeun bisa ngajawab yén Ethernet jalan nepi ka 100 méter, tapi sensor lokasina leuwih jauh. Mémang, ieu pernah janten masalah. Tapi 802.3cg jalan dina jarak nepi ka 1 km! Hiji pasangan dina hiji waktu! Lumayan?
Kanyataanna, malah hadé: kakuatan ogé bisa disadiakeun ngaliwatan pasangan sarua. Éta dimana urang bakal ngamimitian.
IEEE 802.3bu Power over Data Lines (PoDL)
Jigana loba anjeun geus uninga ngeunaan PoE (Power over Ethernet) jeung nyaho yén 2 pasang kawat anu diperlukeun pikeun ngirimkeun kakuatan. Input / kaluaran kakuatan dilakukeun dina titik tengah trafo unggal pasangan. Ieu teu bisa dipigawé maké hiji pasangan. Ku alatan éta, urang kedah ngalakukeun hal eta béda. Kumaha persisna dipidangkeun dina gambar di handap ieu. Contona, PoE Palasik ogé geus ditambahkeun.
Kieu:
PSE - alat sumber daya (suplai listrik)
PD - alat listrik (alat jauh-tungtung anu meakeun listrik)
Mimitina, 802.3bu ngagaduhan 10 kelas kakuatan:
Tilu gradasi konvensional 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:
Tangtosna, kalayan karagaman sapertos kitu, PSE sareng PD kedah satuju kana kelas kakuatan sateuacan nerapkeun tegangan pinuh. Hal ieu dilakukeun ngagunakeun SCCP (Serial Communications Classification Protocol). Ieu protokol-speed low (333 bps) dumasar kana 1-Kawat. Éta ngan ukur tiasa dianggo nalika kakuatan utama henteu disayogikeun kana jalur (kaasup dina mode sare).
Diagram blok nunjukkeun kumaha kakuatan disayogikeun:
- arus 10mA disayogikeun sareng ayana dioda zener 4V dina tungtung éta dipariksa.
- kelas kakuatan geus sapuk kana
- kakuatan utama disadiakeun
- lamun konsumsi turun di handap 10mA, mode sare diaktipkeun (suplai daya sayaga 3.3V)
- lamun konsumsi ngaleuwihan 1mA, mode sare kaluar
Teu perlu satuju kana kelas dahareun lamun geus dipikawanoh sateuacanna. Pilihan ieu disebut Fast Startup Mode. Hal ieu dipaké, contona, dina mobil, sabab teu perlu ngarobah konfigurasi tina alat disambungkeun.
Boh PSE sareng PD tiasa ngamimitian mode sare.
Ayeuna hayu urang ngaléngkah ka pedaran transfer data. Éta ogé pikaresepeun: standar ngahartikeun dua modeu operasi - jarak jauh sareng jarak pondok.
10 DASAR-T1L
Ieu pilihan jangkauan panjang. Ciri utama nyaéta kieu:
- rentang - nepi ka 1 km
- konduktor 18AWG (0.8mm2)
- nepi ka 10 konektor panengah (sareng dua konektor terminal)
- modeu operasi titik-ka-titik
- duplex pinuh
- laju simbol 7.5 Mbaud
- PAM-3 modulasi, 4B3T encoding
- sinyal jeung amplitudo 1V (1Vpp) atawa 2.4V
- Énergi Efisien Ethernet ("tenang / refresh" EEE) rojongan
Jelas, pilihan ieu dimaksudkeun pikeun aplikasi industri, sistem kontrol aksés, automation wangunan, elevators. Pikeun ngadalikeun chillers, AC, sarta kipas ayana dina hateupna. Atawa boilers pemanasan sarta pompa lokasina di kamar teknis. Nyaéta, aya seueur aplikasi anu béda salian ti 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). Leres, aranjeunna dikembangkeun pikeun aplikasi otomotif, janten jarakna ngan ukur 15 (UTP) atanapi 40 méter (STP). Nanging, rencanana parantos kalebet 100BASE-T1L jarak jauh. Ku kituna dina mangsa nu bakal datang maranéhna bakal nambahan otomatis-rundingan speed.
Samentawis waktos, koordinasi henteu dianggo - "mimiti gancang" antarmuka dinyatakeun: kirang ti 100ms tina catu daya dugi ka mimiti bursa data.
Pilihan séjén (opsional) nyaéta 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 upami teu aya data anu dikirimkeun ayeuna. Diagram nunjukkeun kumaha ieu:
Taya data - urang ngirim pesen "Kuring indit ka ranjang" jeung megatkeun sambungan. Aya kalana urang hudang sarta ngirim pesen "Kuring masih di dieu." Nalika data némbongan, sisi sabalikna bakal waspada "Kuring hudang" sareng pangiriman dimimitian. Hartina, ngan panarima nu terus jalan.
Ayeuna hayu urang tingali naon anu aranjeunna datang sareng versi kadua standar.
10 DASAR-T1S
Geus ti hurup panungtungan jelas yén ieu téh protokol pikeun jarak pondok. Tapi naha éta diperlukeun lamun T1L jalan dina jarak pondok? Maca ciri-cirina:
- 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 konektor panengah (sareng dua konektor terminal)
- euweuh rojongan EEE
Sigana mah euweuh husus. Jadi keur naon? Tapi pikeun ieu:
- jarak nepi ka 25m dina modeu multipoint (nepi ka 8 knots)
Sareng ieu:
- modeu operasi kalawan ngahindarkeun tabrakan PLCA RS (PHY-Level Collision Avoidance Reconciliation Sublayer)
Sareng ieu langkung narik, sanés? Sabab mantuan greatly ngurangan jumlah kawat dina cabinets kontrol, mesin, robot, jeung mobil. Sareng parantos aya usulan pikeun ngagentos I2C dina server, saklar sareng éléktronika sanés.
Tapi mode multipoint boga drawbacks na. Anu utama nyaéta média transmisi data anu dibagi. Tangtosna, tabrakan direngsekeun nganggo CSMA / CD. Tapi teu kanyahoan naon nu bakal reureuh. Sareng pikeun sababaraha aplikasi ieu kritis. Ku alatan éta, dina standar anyar multipoint ieu supplemented ku mode PLCA RS husus (tingali bagian salajengna).
Kelemahan kadua nyaéta PoDL henteu tiasa dianggo dina multipoint. Nyaéta, kakuatan kedah disayogikeun ku kabel anu misah atanapi dicandak ka tempat anu aya.
Nanging, dina modeu titik-ka-titik, PoDL ogé tiasa dianggo 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, nunjukkeun awal siklus transmisi anyar sareng ngirimkeun pakét datana
- sanggeus ngirimkeun pakét data, antrian transmisi pindah ka titik salajengna
- lamun titik teu dimimitian ngirimkeun dina waktu diperlukeun pikeun ngirimkeun 20 bit, antrian pindah ka titik salajengna.
- lamun sakabeh titik geus dikirimkeun data (atawa skipped péngkolan maranéhanana), koordinator dimimitian hiji siklus anyar
Sacara umum nyarupaan TDMA. Tapi ku peculiarity yén titik henteu nganggo pigura waktos na upami teu aya anu ngirimkeun. Sareng ukuran pigura henteu ditetepkeun sacara ketat, sabab ... gumantung kana ukuran pakét data anu dikirimkeun ku node. Sarta eta sadayana dijalankeun dina luhureun standar 802.3 pigura Ethernet (PLCA RS nyaeta pilihan, jadi kudu aya kasaluyuan).
Hasil tina ngagunakeun PLCA ditémbongkeun di handap dina grafik. Anu kahiji nyaéta reureuh gumantung kana beban, anu kadua nyaéta throughput gumantung kana jumlah titik anu ngirimkeun. Ieu jelas noticeable nu reureuh geus jadi leuwih bisa diprediksi. Sarta dina kasus awon éta 2 urutan gedena kirang ti dina kasus awon CSMA / CD:
Jeung kapasitas channel dina kasus PLCA leuwih luhur, sabab teu dibalanjakeun pikeun ngabéréskeun tabrakan:
Konektor
Mimitina, urang milih tina 6 pilihan konektor ditawarkeun ku pausahaan béda. Hasilna, urang netep dina dua pilihan ieu:
Pikeun kaayaan operasi normal, konektor IEC 63171-1 LC CommScope dipilih.
Pikeun lingkungan kasar - kulawarga konektor IEC 63171-6 (baheulana 61076-3-125) ti HARTING. Konektor ieu dirancang pikeun tingkat panyalindungan tina IP20 ka IP67.
Tangtosna, konektor sareng kabel tiasa janten UTP atanapi STP.
Прочее
Anjeun tiasa make kabel Ethernet opat-pasang biasa, ngagunakeun unggal pasangan pikeun saluran SPE misah. Ku kituna teu narik opat kabel misah wae kana jarak. Atawa make kabel single-pasangan, tur masang hiji-pasangan Ethernet switch dina tungtung jauh.
Atanapi anjeun tiasa nyambungkeun switch ieu langsung ka jaringan lokal perusahaan, upami jaringan parantos diperpanjang dina jarak anu jauh liwat serat optik. Lengket sensor kana dinya, sarta baca bacaan ti aranjeunna di dieu. Langsung dina jaringan. Tanpa converters panganteur na gateways.
Sareng ieu henteu kedah janten sensor. Panginten aya kaméra pidéo, interkom atanapi bohlam lampu pinter. Drive tina sababaraha valves atanapi turnstiles di entrances.
Jadi prospek nu muka nepi metot. Teu mungkin, tangtosna, SPE bakal ngagentos sadaya beus lapangan. Tapi anjeunna bakal nyandak sapotong adil tina aranjeunna. Pasti dina mobil.
PS Kuring teu manggihan téks standar dina domain publik. Inpormasi di luhur dikumpulkeun sapotong-sapotong tina rupa-rupa presentasi sareng bahan anu aya dina Internét. Ku kituna meureun aya kasalahan dina eta.
sumber: www.habr.com