ஈதர்நெட் காலாண்டு: பழைய வேகம், புதிய வாய்ப்புகள்

இந்த ஆண்டு பிப்ரவரி 5 ஆம் தேதி, ஒரு புதிய 10-மெகாபிட் ஈதர்நெட் தரநிலை அங்கீகரிக்கப்பட்டது. ஆம், நீங்கள் அதை சரியாகப் படித்தீர்கள்: வினாடிக்கு பத்து மெகாபிட்கள்.

21 ஆம் நூற்றாண்டில் நமக்கு ஏன் இவ்வளவு குறைந்த வேகம் தேவை? "ஃபீல்ட்பஸ்" என்ற கவர்ச்சிகரமான பெயரில் மறைந்திருக்கும் ஏராளமான தொழில்நுட்பங்களை மாற்றுவதற்கு - Profibus, Modbus, CC-Link, CAN, FlexRay, HART, மற்றும் பல. அவற்றில் பல உள்ளன, அவை பொருந்தாதவை, மேலும் கட்டமைக்க ஒப்பீட்டளவில் கடினம். ஆனால் நாம் செய்ய விரும்புவது ஒரு கேபிளை ஒரு சுவிட்சில் செருகுவதுதான், அவ்வளவுதான். வழக்கமான ஈதர்நெட்டைப் போலவே.

விரைவில் அது சாத்தியமாகும்! சந்திக்கவும்: “802.3cg-2019 — ஈதர்நெட்டிற்கான IEEE தரநிலை — திருத்தம் 5: 10க்கான இயற்பியல் அடுக்கு விவரக்குறிப்புகள் மற்றும் மேலாண்மை அளவுருக்கள் Mb/s ஒற்றை சமநிலை கடத்தி ஜோடியின் மீது செயல்பாடு மற்றும் தொடர்புடைய மின் விநியோகம்.”

இந்தப் புதிய ஈதர்நெட்டின் சிறப்பு என்ன? முதலாவதாக, இது நான்கு அல்ல, ஒற்றை முறுக்கப்பட்ட ஜோடி கேபிளில் இயங்குகிறது. எனவே, இது சிறிய இணைப்பிகள் மற்றும் மெல்லிய கேபிள்களைக் கொண்டுள்ளது. மேலும் இது சென்சார்கள் மற்றும் ஆக்சுவேட்டர்களுக்கு இயங்கும் ஏற்கனவே உள்ள முறுக்கப்பட்ட ஜோடி கேபிள்களைப் பயன்படுத்தலாம்.

ஈதர்நெட் 100 மீட்டர் வரை மட்டுமே வேலை செய்யும் என்றும், சென்சார்கள் அதற்கு அப்பால் அமைந்துள்ளன என்றும் நீங்கள் வாதிடலாம். உண்மையில், இது ஒரு பிரச்சனையாக இருந்தது. ஆனால் 802.3cg 1 கிமீ வரை வேலை செய்கிறது! ஒரு ஜோடி மட்டும்தான்! நன்றாக இருக்கிறதா?

உண்மையில், இது இன்னும் சிறந்தது: இந்த ஜோடி சக்தியையும் சுமந்து செல்ல முடியும். அங்கிருந்துதான் நாம் தொடங்குவோம்.

IEEE 802.3bu பவர் ஓவர் டேட்டா லைன்ஸ் (PoDL)

உங்களில் பலர் PoE (பவர் ஓவர் ஈதர்நெட்) பற்றி கேள்விப்பட்டிருப்பீர்கள் என்று நான் நம்புகிறேன், மேலும் மின்சாரத்தை கடத்த இரண்டு ஜோடி கம்பிகள் தேவை என்பதை அறிவீர்கள். ஒவ்வொரு ஜோடியிலும் உள்ள மின்மாற்றிகளின் நடுவில் மின் உள்ளீடு/வெளியீடு அமைந்துள்ளது. இதை ஒரு ஜோடியைப் பயன்படுத்தி நிறைவேற்ற முடியாது, எனவே வேறு அணுகுமுறை தேவைப்பட்டது. கீழே உள்ள வரைபடம் இது எவ்வாறு சரியாக வேலை செய்கிறது என்பதைக் காட்டுகிறது. விளக்க நோக்கங்களுக்காக கிளாசிக் PoE கூட சேர்க்கப்பட்டுள்ளது.

இங்கே:
PSE – மின்சார ஆதார உபகரணங்கள்
PD – இயங்கும் சாதனம் (மின்சாரத்தை நுகரும் தொலைதூரத்தில் உள்ள ஒரு சாதனம்)

ஆரம்பத்தில், 802.3bu 10 சக்தி வகுப்புகளைக் கொண்டிருந்தது:

மூல மின்னழுத்தத்தின் மூன்று நிபந்தனை தரநிலைகள் வண்ணத்தில் சிறப்பிக்கப்பட்டுள்ளன: 12, 24 மற்றும் 48V.

விளக்கம்:
Vpse — மின்சாரம் வழங்கும் மின்னழுத்தம், V
Vpd நிமிடம் — PD, V இல் குறைந்தபட்ச மின்னழுத்தம்
I அதிகபட்சம் — வரியில் அதிகபட்ச மின்னோட்டம், A
Ppd அதிகபட்சம் — PD, W இன் அதிகபட்ச மின் நுகர்வு

802.3cg நெறிமுறையின் வருகையுடன், மேலும் 6 வகுப்புகள் சேர்க்கப்பட்டன:

இயற்கையாகவே, இவ்வளவு பரந்த அளவிலான சாதனங்களுடன், முழு மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துவதற்கு முன்பு PSE மற்றும் PD ஆகியவை மின்சாரம் வழங்கும் வகுப்பில் உடன்பட வேண்டும். இது SCCP (சீரியல் கம்யூனிகேஷன்ஸ் கிளாசிஃபிகேஷன் புரோட்டோகால்) ஐப் பயன்படுத்தி செய்யப்படுகிறது. இது 1-வயரை அடிப்படையாகக் கொண்ட குறைந்த வேக நெறிமுறை (333 bps). பிரதான மின்சாரம் லைனில் பயன்படுத்தப்படாதபோது மட்டுமே இது செயல்படும் (ஸ்லீப் பயன்முறை உட்பட).

மின்சாரம் எவ்வாறு வழங்கப்படுகிறது என்பதை தொகுதி வரைபடம் காட்டுகிறது:

• 10 mA மின்னோட்டம் செலுத்தப்பட்டு, அந்த முனையில் 4 V ஜீனர் டையோடு இருக்கிறதா என்று சோதிக்கப்படுகிறது.
• மின்சாரம் வழங்கும் வகுப்பு ஒப்புக் கொள்ளப்படுகிறது.
• பிரதான மின்சாரம் வழங்கப்படுகிறது
• நுகர்வு 10 mA க்குக் கீழே குறைந்தால், தூக்க முறை செயல்படுத்தப்படும் (காத்திருப்பு மின்சாரம் 3.3 V)
• நுகர்வு 1 mA ஐ விட அதிகமாக இருந்தால், சாதனம் தூக்க பயன்முறையிலிருந்து வெளியேறும்.

முன்கூட்டியே தெரிந்திருந்தால், பவர் கிளாஸை நீங்கள் பொருத்த வேண்டியதில்லை. இந்த விருப்பம் ஃபாஸ்ட் ஸ்டார்ட்அப் பயன்முறை என்று அழைக்கப்படுகிறது. இணைக்கப்பட்ட உபகரணங்களின் உள்ளமைவை மாற்ற வேண்டிய அவசியமில்லை என்பதால், இது கார்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

PSE அல்லது PD இரண்டில் ஏதேனும் ஒன்று தூக்கப் பயன்முறைக்கு மாறுவதைத் தொடங்கலாம்.

இப்போது தரவு பரிமாற்ற விளக்கத்திற்கு செல்லலாம். அங்கேயும் சுவாரஸ்யமான ஒன்று உள்ளது: தரநிலை இரண்டு இயக்க முறைகளை வரையறுக்கிறது: நீண்ட தூரம் மற்றும் குறுகிய தூரம்.

10BASE-T1L என்பது 10BASE-T1L இன் ஒரு பகுதியாகும்.

இது நீண்ட தூரம் செல்லும் வகையாகும். முக்கிய அம்சங்கள் பின்வருமாறு:

• வரம்பு - 1 கிமீ வரை
• 18AWG (0.8மிமீ2) கடத்திகள்
• 10 இடைநிலை இணைப்பிகள் வரை (மற்றும் இரண்டு முனை இணைப்பிகள்)
• புள்ளி-க்கு-புள்ளி செயல்பாட்டு முறை
• முழு இரட்டை
• குறியீட்டு விகிதம் 7.5 Mbaud
• PAM-3 பண்பேற்றம், 4B3T கோடிங்
• 1V (1Vpp) அல்லது 2.4V வீச்சு கொண்ட சமிக்ஞை
• ஆற்றல் திறன் கொண்ட ஈதர்நெட் (“அமைதியான/புதுப்பிப்பு” EEE) ஆதரவு

வெளிப்படையாக, இந்த விருப்பம் அணுகல் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள், கட்டிட ஆட்டோமேஷன் மற்றும் லிஃப்ட் போன்ற தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. கூரை குளிர்விப்பான்கள், ஏர் கண்டிஷனர்கள் மற்றும் மின்விசிறிகளைக் கட்டுப்படுத்தவும் இதைப் பயன்படுத்தலாம். அல்லது பயன்பாட்டு அறைகளில் அமைந்துள்ள வெப்பமூட்டும் கொதிகலன்கள் மற்றும் பம்புகளைக் கட்டுப்படுத்தவும் இதைப் பயன்படுத்தலாம். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், இது தொழில்துறைக்கு அப்பாற்பட்ட ஏராளமான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. இன்டர்நெட் ஆஃப் திங்ஸ் (IoT) பற்றி குறிப்பிட தேவையில்லை.

10BASE-T1 என்பது ஒற்றை ஜோடி ஈதர்நெட் (SPE) தரநிலைகளில் ஒன்று மட்டுமே என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. 100BASE-T1 (802.3bw) மற்றும் 1000BASE-T1 (802.3bp) ஆகியவையும் உள்ளன. இருப்பினும், இவை வாகன பயன்பாடுகளுக்காக உருவாக்கப்பட்டன, எனவே அவற்றின் வரம்பு 15 மீட்டர் (UTP) அல்லது 40 மீட்டர் (STP) மட்டுமே. இருப்பினும், நீண்ட தூர 100BASE-T1L ஏற்கனவே திட்டமிடப்பட்டுள்ளது. எனவே, எதிர்காலத்தில் தானியங்கி பேச்சுவார்த்தை சேர்க்கப்படும்.

ஒருங்கிணைப்பு பயன்படுத்தப்படாவிட்டாலும், இடைமுகம் "விரைவான தொடக்கத்தை" கொண்டிருப்பதாக அறிவிக்கப்படுகிறது: மின்சார விநியோகத்திலிருந்து தரவு பரிமாற்றத்தின் தொடக்கத்திற்கு 100 ms க்கும் குறைவானது.

மற்றொரு விருப்பம் (விரும்பினால்) சிக்னல்-இரைச்சல் விகிதத்தை மேம்படுத்தவும், பிழைகளின் எண்ணிக்கையைக் குறைக்கவும், தொழில்துறை குறுக்கீட்டை எதிர்க்கவும் பரிமாற்ற வீச்சுகளை 1 முதல் 2.4V வரை அதிகரிப்பதாகும்.

நிச்சயமாக, EEE. அனுப்புவதற்கு தரவு இல்லாதபோது டிரான்ஸ்மிட்டரை அணைப்பதன் மூலம் மின்சாரத்தைச் சேமிக்க இது ஒரு வழியாகும். வரைபடம் அது எப்படி இருக்கும் என்பதைக் காட்டுகிறது:


தரவு இல்லை – "நான் தூங்கிவிட்டேன்" என்ற செய்தியை அனுப்பி இணைப்பைத் துண்டிக்கிறோம். எப்போதாவது, நாம் விழித்தெழுந்து "நான் இன்னும் இங்கே இருக்கிறேன்" என்ற செய்தியை அனுப்புகிறோம். தரவு தோன்றும்போது, ​​மறுபக்கம் "நான் விழித்துக் கொண்டிருக்கிறேன்" என்ற எச்சரிக்கையைப் பெற்று அனுப்பத் தொடங்குகிறது. வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், பெறுநர்கள் மட்டுமே தொடர்ந்து செயலில் உள்ளனர்.

இப்போது அவர்கள் தரநிலையின் இரண்டாவது பதிப்பைக் கொண்டு என்ன கொண்டு வந்தார்கள் என்று பார்ப்போம்.

10BASE-T1S

கடைசி எழுத்து மட்டும் இது ஒரு குறுகிய-அடையக்கூடிய நெறிமுறை என்பதை தெளிவுபடுத்துகிறது. ஆனால் T1L குறுகிய தூரங்களில் வேலை செய்தால் இது ஏன் தேவைப்படுகிறது? விவரக்குறிப்புகளைப் படிப்போம்:

• புள்ளி-க்கு-புள்ளி முறையில் 15 மீ வரை வரம்பு
• இரட்டை அல்லது அரை இரட்டை
• проводники 24-26AWG (0.2-0.13мм2)
• குறியீட்டு விகிதம் 12.5 Mbaud
• DME, குறியீட்டு முறை 4B5B
• 1V (1Vpp) வீச்சு கொண்ட சமிக்ஞை
• 4 இடைநிலை இணைப்பிகள் (மற்றும் இரண்டு முனை இணைப்பிகள்) வரை
• EEE ஆதரவு இல்லை.

இது ஒன்றும் சிறப்பு இல்லை போலும். சரி, இது எதற்காக? சரி, இதற்காக:

• மல்டிபாயிண்ட் பயன்முறையில் 25 மீ வரை வரம்பு (8 முடிச்சுகள் வரை)

மேலும் இது:

• PLCA RS (PHY-நிலை மோதல் தவிர்ப்பு நல்லிணக்க துணை அடுக்கு) மோதல் தவிர்ப்பு முறை

மேலும் அது மிகவும் சுவாரசியமானது, இல்லையா? ஏனெனில் இது கட்டுப்பாட்டுக் பெட்டிகள், இயந்திரங்கள், ரோபோக்கள் மற்றும் கார்களில் உள்ள கம்பிகளின் எண்ணிக்கையை கணிசமாகக் குறைக்க உதவுகிறது. மேலும், இதை I2C-க்கு மாற்றாகப் பயன்படுத்துவதற்கான முன்மொழிவுகளும் ஏற்கனவே உள்ளன. சேவையகங்கள்சுவிட்சுகள் மற்றும் பிற மின்னணு சாதனங்கள்.

இருப்பினும், மல்டிபாயிண்ட் பயன்முறை அதன் குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. முக்கியமானது பகிரப்பட்ட தரவு பரிமாற்ற ஊடகம். மோதல்கள், நிச்சயமாக, CSMA/CD ஐப் பயன்படுத்தி தீர்க்கப்படுகின்றன. ஆனால் இதில் உள்ள தாமதம் தெரியவில்லை. மேலும் சில பயன்பாடுகளுக்கு, இது மிகவும் முக்கியமானது. எனவே, புதிய தரநிலை மல்டிபாயிண்டை ஒரு சிறப்பு PLCA RS பயன்முறையுடன் கூடுதலாக வழங்கியது (அடுத்த பகுதியைப் பார்க்கவும்).

இரண்டாவது குறைபாடு என்னவென்றால், PoDL மல்டிபாயிண்டுடன் வேலை செய்யாது. இதன் பொருள் மின்சாரம் ஒரு தனி கேபிள் வழியாகவோ அல்லது உள்ளூரில் இருந்து பெறப்படவோ வேண்டும்.

இருப்பினும், PoDL, T1S-இல் பாயிண்ட்-டு-பாயிண்ட் பயன்முறையிலும் செயல்படுகிறது.

பிஎல்சிஏ ஆர்எஸ்

இந்த முறை பின்வருமாறு செயல்படுகிறது:

• முனைகள் தங்களுக்குள் அடையாளங்காட்டிகளைப் பகிர்ந்து கொள்கின்றன, ID=0 கொண்ட முனை ஒருங்கிணைப்பாளராகிறது.
• ஒருங்கிணைப்பாளர் நெட்வொர்க்கிற்கு ஒரு BEACON சிக்னலை வெளியிடுகிறார், இது ஒரு புதிய பரிமாற்ற சுழற்சியின் தொடக்கத்தைக் குறிக்கிறது, மேலும் அதன் தரவு பாக்கெட்டை அனுப்புகிறது.
• ஒரு தரவுப் பொட்டலத்தை அனுப்பிய பிறகு, பரிமாற்ற வரிசை அடுத்த முனைக்கு நகரும்.
• 20 பிட்களை அனுப்ப தேவையான நேரத்திற்குள் ஒரு முனை பரிமாற்றத்தைத் தொடங்கவில்லை என்றால், வரிசை அடுத்த முனைக்கு நகரும்.
• அனைத்து முனைகளும் தரவை அனுப்பும்போது (அல்லது அவற்றின் திருப்பத்தைத் தவறவிட்டால்), ஒருங்கிணைப்பாளர் ஒரு புதிய சுழற்சியைத் தொடங்குகிறார்.

பொதுவாக, இது TDMA-வைப் போன்றது. இருப்பினும், வித்தியாசம் என்னவென்றால், ஒரு முனைக்கு அனுப்ப எதுவும் இல்லையென்றால் அது அதன் கால அளவைப் பயன்படுத்தாது. மேலும் பிரேம் அளவு கண்டிப்பாக வரையறுக்கப்படவில்லை, ஏனெனில் அது முனையால் அனுப்பப்படும் தரவு பாக்கெட்டின் அளவைப் பொறுத்தது. மேலும் இவை அனைத்தும் நிலையான 802.3 ஈதர்நெட் பிரேம்களின் மேல் இயங்குகின்றன (PLCA RS விருப்பமானது, எனவே இணக்கத்தன்மை தேவை).

PLCA-வைப் பயன்படுத்துவதன் முடிவுகள் கீழே உள்ள வரைபடங்களில் காட்டப்பட்டுள்ளன. முதலாவது, சுமையின் செயல்பாடாக தாமதத்தைக் காட்டுகிறது, இரண்டாவது, கடத்தும் முனைகளின் எண்ணிக்கையின் செயல்பாடாக செயல்திறனைக் காட்டுகிறது. தாமதம் மிகவும் கணிக்கக்கூடியதாகிவிட்டது என்பது தெளிவாகிறது. மேலும் மோசமான நிலையில், இது CSMA/CD-யின் மோசமான நிலையில் இருந்ததை விட இரண்டு அளவு குறைவாக உள்ளது:

மேலும் PLCA விஷயத்தில் சேனல் செயல்திறன் அதிகமாக உள்ளது, ஏனெனில் அது மோதல் தீர்வுக்கு செலவிடப்படவில்லை:

இணைப்பிகள்

ஆரம்பத்தில், வெவ்வேறு நிறுவனங்கள் வழங்கிய ஆறு இணைப்பான் விருப்பங்களிலிருந்து நாங்கள் தேர்ந்தெடுத்தோம். இறுதியில், இந்த இரண்டு விருப்பங்களில் நாங்கள் முடிவு செய்தோம்:

சாதாரண இயக்க நிலைமைகளுக்கு, CommScope IEC 63171-1 LC இணைப்பான் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது.

கடுமையான சூழல்களுக்கு, HARTING IEC 63171-6 (முன்னர் 61076-3-125) இணைப்பான் குடும்பத்தை வழங்குகிறது. இந்த இணைப்பிகள் IP20 முதல் IP67 வரையிலான பாதுகாப்பு மதிப்பீடுகளுக்காக மதிப்பிடப்படுகின்றன.

நிச்சயமாக, இணைப்பிகள் மற்றும் கேபிள்கள் UTP அல்லது STP ஆக இருக்கலாம்.

மற்ற

நீங்கள் ஒரு நிலையான நான்கு-ஜோடி ஈதர்நெட் கேபிளைப் பயன்படுத்தலாம், ஒவ்வொரு ஜோடியையும் தனித்தனி SPE சேனலுக்குப் பயன்படுத்தலாம். இது நான்கு தனித்தனி கேபிள்களை இயக்க வேண்டிய அவசியத்தைத் தவிர்க்கிறது. மாற்றாக, நீங்கள் ஒரு ஒற்றை-ஜோடி கேபிளைப் பயன்படுத்தலாம் மற்றும் தொலைதூரத்தில் ஒரு ஒற்றை-ஜோடி ஈதர்நெட் சுவிட்சை நிறுவலாம்.

அல்லது ஃபைபர்-ஆப்டிக் நெட்வொர்க் ஏற்கனவே தொலைதூர இடங்களுக்கு நீட்டிக்கப்பட்டிருந்தால், இந்த சுவிட்சை நேரடியாக நிறுவனத்தின் உள்ளூர் நெட்வொர்க்குடன் இணைக்கலாம். அங்கு சென்சார்களைச் செருகவும், அவற்றின் அளவீடுகளை இங்கே பார்க்கவும். நேரடியாக நெட்வொர்க்கில். இடைமுக மாற்றிகள் அல்லது நுழைவாயில்கள் தேவையில்லை.

இவை சென்சார்களாக இருக்க வேண்டிய அவசியமில்லை. அவை வீடியோ கேமராக்கள், இண்டர்காம்கள் அல்லது ஸ்மார்ட் லைட் பல்புகளாக இருக்கலாம். சோதனைச் சாவடிகளில் வால்வு ஆக்சுவேட்டர்கள் அல்லது டர்ன்ஸ்டைல்கள்.

எனவே வாய்ப்புகள் உற்சாகமாக உள்ளன. நிச்சயமாக, SPE அனைத்து ஃபீல்ட் பஸ்களையும் மாற்றும் என்பது சாத்தியமில்லை. ஆனால் அது அவற்றில் கணிசமான பகுதியை எடுக்கும். நிச்சயமாக ஆட்டோமொபைல்களில்.

பின்குறிப்பு: தரநிலையின் உரை பொதுவில் கிடைப்பதை என்னால் கண்டுபிடிக்க முடியவில்லை. மேலே உள்ள தகவல்கள் பல்வேறு விளக்கக்காட்சிகள் மற்றும் ஆன்லைன் பொருட்களிலிருந்து தொகுக்கப்பட்டன. எனவே, அதில் துல்லியமின்மைகள் இருக்கலாம்.

ஆதாரம்: www.habr.com