ஈதர்நெட் காலாண்டு: பழைய வேகம், புதிய வாய்ப்புகள்

இந்த ஆண்டு பிப்ரவரி 5 அன்று, 10-எம்பிட் ஈதர்நெட்டிற்கான புதிய தரநிலை அங்கீகரிக்கப்பட்டது. ஆம், நீங்கள் சரியாகப் படித்தீர்கள்: வினாடிக்கு பத்து மெகாபிட்கள்.

21 ஆம் நூற்றாண்டில் இவ்வளவு "சிறிய" வேகம் ஏன் தேவைப்படுகிறது? "ஃபீல்ட் பஸ்" என்ற திறனுள்ள பெயரில் மறைக்கப்பட்டுள்ள மிருகக்காட்சிசாலையை மாற்றுவதற்கு - Profibus, Modbus, CC-Link, CAN, FlexRay, HART போன்றவை. அவற்றில் பல உள்ளன, அவை ஒன்றுக்கொன்று பொருந்தாதவை மற்றும் கட்டமைப்பது ஒப்பீட்டளவில் கடினம். ஆனால் நீங்கள் கேபிளை சுவிட்சில் செருக விரும்புகிறீர்கள், அவ்வளவுதான். வழக்கமான ஈதர்நெட்டைப் போலவே.

மற்றும் விரைவில் அது சாத்தியமாகும்! சந்திக்கவும்: "802.3cg-2019 - ஈத்தர்நெட்டிற்கான IEEE தரநிலை - திருத்தம் 5: 10 Mb/s இயக்கத்திற்கான இயற்பியல் அடுக்கு விவரக்குறிப்புகள் மற்றும் மேலாண்மை அளவுருக்கள் மற்றும் ஒற்றை சமச்சீர் கடத்திகள் மூலம் மின் விநியோகம்."

இந்த புதிய ஈதர்நெட்டில் என்ன உற்சாகம்? முதலாவதாக, இது ஒரு முறுக்கப்பட்ட ஜோடிக்கு மேல் வேலை செய்கிறது, நான்குக்கு மேல் அல்ல. எனவே, இது குறைவான இணைப்பிகள் மற்றும் மெல்லிய கேபிள்களைக் கொண்டுள்ளது. சென்சார்கள் மற்றும் ஆக்சுவேட்டர்களுக்குச் செல்லும் ஏற்கனவே அமைக்கப்பட்ட முறுக்கப்பட்ட ஜோடி கேபிளை நீங்கள் பயன்படுத்தலாம்.

ஈதர்நெட் 100 மீட்டர் வரை வேலை செய்கிறது என்று நீங்கள் வாதிடலாம், ஆனால் சென்சார்கள் இன்னும் அதிகமாக அமைந்துள்ளன. உண்மையில், இது ஒரு பிரச்சனையாக இருந்தது. ஆனால் 802.3cg 1 கிமீ தூரத்தில் வேலை செய்கிறது! ஒரு நேரத்தில் ஒரு ஜோடி! மோசமாக இல்லையா?

உண்மையில், இன்னும் சிறந்தது: அதே ஜோடி மூலம் மின்சாரம் வழங்கப்படலாம். அங்குதான் தொடங்குவோம்.

IEEE 802.3bu பவர் ஓவர் டேட்டா லைன்ஸ் (PoDL)

உங்களில் பலர் PoE (பவர் ஓவர் ஈதர்நெட்) பற்றி கேள்விப்பட்டிருப்பீர்கள் என்று நினைக்கிறேன், மேலும் சக்தியை கடத்த 2 ஜோடி கம்பிகள் தேவை என்று தெரியும். ஒவ்வொரு ஜோடியின் மின்மாற்றிகளின் நடுப் புள்ளிகளில் ஆற்றல் உள்ளீடு/வெளியீடு செய்யப்படுகிறது. ஒரு ஜோடியைப் பயன்படுத்தி இதைச் செய்ய முடியாது. எனவே, நாங்கள் அதை வித்தியாசமாக செய்ய வேண்டியிருந்தது. கீழே உள்ள படத்தில் எவ்வாறு சரியாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது. எடுத்துக்காட்டாக, கிளாசிக் PoE சேர்க்கப்பட்டுள்ளது.

இங்கே:
பிஎஸ்இ - மின் ஆதார உபகரணங்கள் (மின்சாரம்)
PD - இயங்கும் சாதனம் (மின்சாரம் பயன்படுத்தும் தொலைதூர சாதனம்)

ஆரம்பத்தில், 802.3bu 10 சக்தி வகுப்புகளைக் கொண்டிருந்தது:

மூல மின்னழுத்தத்தின் மூன்று வழக்கமான தரநிலைகள் வண்ணத்தில் சிறப்பிக்கப்படுகின்றன: 12, 24 மற்றும் 48V.

விளக்கம்:
Vpse - மின்சாரம் வழங்கல் மின்னழுத்தம், V
Vpd நிமிடம் - PD, V இல் குறைந்தபட்ச மின்னழுத்தம்
I அதிகபட்சம் - வரியில் அதிகபட்ச மின்னோட்டம், ஏ
Ppd max — அதிகபட்ச மின் நுகர்வு PD, W

802.3cg நெறிமுறையின் வருகையுடன், மேலும் 6 வகுப்புகள் சேர்க்கப்பட்டன:

நிச்சயமாக, அத்தகைய பன்முகத்தன்மையுடன், PSE மற்றும் PD முழு மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துவதற்கு முன்பு அதிகார வர்க்கத்தை ஒப்புக் கொள்ள வேண்டும். இது SCCP (சீரியல் கம்யூனிகேஷன்ஸ் கிளாசிஃபிகேஷன் புரோட்டோகால்) பயன்படுத்தி செய்யப்படுகிறது. இது 333-வயர் அடிப்படையிலான குறைந்த வேக நெறிமுறை (1 பிபிஎஸ்). பிரதான மின்சாரம் வரிக்கு வழங்கப்படாதபோது மட்டுமே இது வேலை செய்யும் (தூக்க பயன்முறையில் உட்பட).

மின்சாரம் எவ்வாறு வழங்கப்படுகிறது என்பதை தொகுதி வரைபடம் காட்டுகிறது:

• 10mA மின்னோட்டம் வழங்கப்படுகிறது மற்றும் அந்த முனையில் 4V ஜீனர் டையோடின் இருப்பு சரிபார்க்கப்படுகிறது
• அதிகார வர்க்கம் ஒப்புக்கொண்டது
• முக்கிய மின்சாரம் வழங்கப்படுகிறது
• நுகர்வு 10mA க்கும் குறைவாக இருந்தால், தூக்க பயன்முறை செயல்படுத்தப்படும் (காத்திருப்பு சக்தி 3.3V வழங்கல்)
• நுகர்வு 1mA ஐ விட அதிகமாக இருந்தால், தூக்க பயன்முறை வெளியேறும்

முன்கூட்டியே தெரிந்தால் உணவு வகுப்பில் உடன்பட வேண்டிய அவசியமில்லை. இந்த விருப்பம் Fast Startup Mode எனப்படும். இது கார்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஏனெனில் இணைக்கப்பட்ட உபகரணங்களின் கட்டமைப்பை மாற்ற வேண்டிய அவசியமில்லை.

PSE மற்றும் PD இரண்டும் தூக்க பயன்முறையைத் தொடங்கலாம்.

இப்போது தரவு பரிமாற்றத்தின் விளக்கத்திற்கு செல்லலாம். இது அங்கு சுவாரஸ்யமானது: நிலையானது இரண்டு இயக்க முறைகளை வரையறுக்கிறது - நீண்ட தூரம் மற்றும் குறுகிய தூரங்களுக்கு.

10பேஸ்-டி1எல்

இது ஒரு நீண்ட அணுகல் விருப்பமாகும். முக்கிய பண்புகள் பின்வருமாறு:

• வரம்பு - 1 கிமீ வரை
• கடத்திகள் 18AWG (0.8mm2)
• 10 இடைநிலை இணைப்பிகள் (மற்றும் இரண்டு முனைய இணைப்பிகள்)
• புள்ளி-க்கு-புள்ளி இயக்க முறை
• முழு இரட்டை
• குறியீடு விகிதம் 7.5 Mbaud
• PAM-3 மாடுலேஷன், 4B3T குறியாக்கம்
• அலைவீச்சு 1V (1Vpp) அல்லது 2.4V உடன் சமிக்ஞை
• ஆற்றல் திறன் கொண்ட ஈதர்நெட் ("அமைதியான/புதுப்பித்தல்" EEE) ஆதரவு

வெளிப்படையாக, இந்த விருப்பம் தொழில்துறை பயன்பாடுகள், அணுகல் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள், கட்டிட ஆட்டோமேஷன், லிஃப்ட் ஆகியவற்றிற்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. குளிரூட்டிகள், குளிரூட்டிகள் மற்றும் கூரைகளில் அமைந்துள்ள மின்விசிறிகளை கட்டுப்படுத்துவதற்கு. அல்லது தொழில்நுட்ப அறைகளில் அமைந்துள்ள வெப்ப கொதிகலன்கள் மற்றும் குழாய்கள். அதாவது, தொழில் தவிர பல்வேறு பயன்பாடுகள் நிறைய உள்ளன. இன்டர்நெட் ஆஃப் திங்ஸ் (IoT) பற்றி குறிப்பிட தேவையில்லை.

10BASE-T1 என்பது ஒற்றை ஜோடி ஈதர்நெட் (SPE) தரநிலைகளில் ஒன்றாகும் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. 100BASE-T1 (802.3bw) மற்றும் 1000BASE-T1 (802.3bp) ஆகியவையும் உள்ளன. உண்மை, அவை வாகனப் பயன்பாடுகளுக்காக உருவாக்கப்பட்டன, எனவே வரம்பு 15 (UTP) அல்லது 40 மீட்டர் (STP) மட்டுமே. இருப்பினும், திட்டங்களில் ஏற்கனவே நீண்ட தூர 100BASE-T1L அடங்கும். எனவே எதிர்காலத்தில் அவர்கள் வேகத்தின் தானாக பேச்சுவார்த்தைகளைச் சேர்ப்பார்கள்.

இதற்கிடையில், ஒருங்கிணைப்பு பயன்படுத்தப்படவில்லை - இடைமுகத்தின் "விரைவான தொடக்கம்" அறிவிக்கப்பட்டது: மின்சாரம் வழங்குவதில் இருந்து தரவு பரிமாற்றத்தின் தொடக்கத்திற்கு 100ms க்கும் குறைவானது.

மற்றொரு விருப்பம் (விரும்பினால்) சிக்னல்-க்கு-இரைச்சல் விகிதத்தை மேம்படுத்துவதற்கும், பிழைகளின் எண்ணிக்கையைக் குறைப்பதற்கும், தொழில்துறை குறுக்கீட்டை எதிர்ப்பதற்கும் பரிமாற்ற வீச்சை 1 முதல் 2.4V வரை அதிகரிப்பதாகும்.

மற்றும், நிச்சயமாக, EEE. இந்த நேரத்தில் அனுப்புவதற்கு தரவு இல்லை என்றால், டிரான்ஸ்மிட்டரை அணைப்பதன் மூலம் மின்சாரத்தை சேமிக்க இது ஒரு வழியாகும். இது எப்படி இருக்கும் என்பதை வரைபடம் காட்டுகிறது:


தரவு இல்லை - "நான் படுக்கைக்குச் சென்றேன்" என்ற செய்தியை அனுப்புகிறோம் மற்றும் துண்டிக்கிறோம். எப்போதாவது எழுந்திருந்து, "நான் இன்னும் இங்கே இருக்கிறேன்" என்ற செய்தியை அனுப்புவோம். தரவு தோன்றும் போது, ​​எதிர் பக்கம் "நான் எழுந்திருக்கிறேன்" என்று எச்சரிக்கப்படுகிறது மற்றும் பரிமாற்றம் தொடங்குகிறது. அதாவது, பெறுநர்கள் மட்டுமே தொடர்ந்து வேலை செய்கிறார்கள்.

இப்போது அவர்கள் தரநிலையின் இரண்டாவது பதிப்பைக் கொண்டு வந்ததைப் பார்ப்போம்.

10BASE-T1S

ஏற்கனவே கடைசி கடிதத்திலிருந்து இது குறுகிய தூரத்திற்கான நெறிமுறை என்பது தெளிவாகிறது. ஆனால் T1L குறுகிய தூரத்தில் வேலை செய்தால் அது ஏன் தேவைப்படுகிறது? பண்புகளைப் படித்தல்:

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

விசேஷமாக எதுவும் இல்லை என்று தெரிகிறது. அது எதற்காக? ஆனால் இதற்கு:

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

இந்த:

• மோதலை தவிர்ப்பதன் மூலம் இயக்க முறை PLCA RS (PHY-நிலை மோதல் தவிர்ப்பு சமரசம் துணை அடுக்கு)

மேலும் இது மிகவும் சுவாரஸ்யமானது, இல்லையா? ஏனெனில் கட்டுப்பாட்டு பெட்டிகள், இயந்திரங்கள், ரோபோக்கள் மற்றும் கார்களில் கம்பிகளின் எண்ணிக்கையை வெகுவாகக் குறைக்க உதவுகிறது. சேவையகங்கள், சுவிட்சுகள் மற்றும் பிற எலக்ட்ரானிக்ஸ் ஆகியவற்றில் I2C க்கு மாற்றாக இதைப் பயன்படுத்த ஏற்கனவே முன்மொழிவுகள் உள்ளன.

ஆனால் மல்டிபாயிண்ட் பயன்முறையில் அதன் குறைபாடுகள் உள்ளன. முக்கியமானது பகிரப்பட்ட தரவு பரிமாற்ற ஊடகம். நிச்சயமாக, மோதல்கள் CSMA/CD ஐப் பயன்படுத்தி தீர்க்கப்படுகின்றன. ஆனால் என்ன தாமதம் என்று தெரியவில்லை. மேலும் சில பயன்பாடுகளுக்கு இது முக்கியமானது. எனவே, புதிய தரநிலையில், மல்டிபாயிண்ட் சிறப்பு PLCA RS பயன்முறையுடன் கூடுதலாக சேர்க்கப்பட்டது (அடுத்த பகுதியைப் பார்க்கவும்).

இரண்டாவது குறைபாடு என்னவென்றால், PoDL பல புள்ளிகளில் வேலை செய்யாது. அதாவது, மின்சாரம் ஒரு தனி கேபிள் வழியாக வழங்கப்பட வேண்டும் அல்லது தளத்தில் எங்காவது எடுக்கப்பட வேண்டும்.

இருப்பினும், பாயிண்ட்-டு-பாயிண்ட் பயன்முறையில், PoDL T1S இல் வேலை செய்கிறது.

PLCA RS

இந்த முறை பின்வருமாறு செயல்படுகிறது:

• முனைகள் தங்களுக்குள் அடையாளங்காட்டிகளை விநியோகிக்கின்றன, ஐடி=0 கொண்ட முனை ஒருங்கிணைப்பாளராகிறது
• ஒருங்கிணைப்பாளர் நெட்வொர்க்கிற்கு BEAACON சமிக்ஞையை வெளியிடுகிறார், இது ஒரு புதிய பரிமாற்ற சுழற்சியின் தொடக்கத்தைக் குறிக்கிறது மற்றும் அதன் தரவுப் பொதியை அனுப்புகிறது
• தரவு பாக்கெட்டை அனுப்பிய பிறகு, பரிமாற்ற வரிசை அடுத்த முனைக்கு நகர்கிறது
• 20 பிட்களை அனுப்புவதற்கு தேவையான நேரத்திற்குள் கணு அனுப்பத் தொடங்கவில்லை என்றால், வரிசை அடுத்த முனைக்கு நகரும்
• எல்லா முனைகளும் தரவை அனுப்பும் போது (அல்லது அவற்றின் திருப்பத்தைத் தவிர்த்துவிட்டால்), ஒருங்கிணைப்பாளர் ஒரு புதிய சுழற்சியைத் தொடங்குகிறார்

பொதுவாக இது டிடிஎம்ஏவை ஒத்திருக்கிறது. ஆனால் தனித்தன்மையுடன், கணு அனுப்புவதற்கு எதுவும் இல்லை என்றால் அதன் கால அளவைப் பயன்படுத்தாது. சட்டத்தின் அளவு கண்டிப்பாக வரையறுக்கப்படவில்லை, ஏனெனில் ... கணு மூலம் அனுப்பப்படும் தரவு பாக்கெட்டின் அளவைப் பொறுத்தது. மேலும் இவை அனைத்தும் நிலையான 802.3 ஈதர்நெட் பிரேம்களின் மேல் இயங்குகிறது (PLCA RS விருப்பமானது, எனவே இணக்கத்தன்மை இருக்க வேண்டும்).

PLCA ஐப் பயன்படுத்துவதன் முடிவு வரைபடங்களில் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது. முதலாவது சுமையைப் பொறுத்து தாமதம், இரண்டாவது கடத்தும் முனைகளின் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்து செயல்திறன். தாமதம் மிகவும் கணிக்கக்கூடியதாக மாறியுள்ளது என்பது தெளிவாகக் கவனிக்கத்தக்கது. மோசமான நிலையில் CSMA/CD ஐ விட மோசமான நிலையில் 2 ஆர்டர்கள் குறைவாக இருக்கும்:

மேலும் PLCA விஷயத்தில் சேனல் திறன் அதிகமாக உள்ளது, ஏனெனில் மோதல்களைத் தீர்ப்பதில் செலவிடப்படவில்லை:

இணைப்பிகள்

ஆரம்பத்தில், வெவ்வேறு நிறுவனங்கள் வழங்கும் 6 இணைப்பு விருப்பங்களிலிருந்து நாங்கள் தேர்வு செய்தோம். இதன் விளைவாக, இந்த இரண்டு விருப்பங்களையும் நாங்கள் தீர்த்தோம்:

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

கடுமையான சூழல்களுக்கு - HARTING இலிருந்து IEC 63171-6 (முன்னர் 61076-3-125) இணைப்பான் குடும்பம். இந்த இணைப்பிகள் IP20 இலிருந்து IP67 வரையிலான பாதுகாப்பிற்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.

நிச்சயமாக, இணைப்பிகள் மற்றும் கேபிள்கள் UTP அல்லது STP ஆக இருக்கலாம்.

மற்ற

நீங்கள் வழக்கமான நான்கு ஜோடி ஈத்தர்நெட் கேபிளைப் பயன்படுத்தலாம், ஒவ்வொரு ஜோடியையும் தனித்தனி SPE சேனலுக்குப் பயன்படுத்தலாம். நான்கு தனித்தனி கேபிள்களை எங்காவது தூரத்திற்கு இழுக்க வேண்டாம். அல்லது ஒற்றை-ஜோடி கேபிளைப் பயன்படுத்தவும் மற்றும் தொலைவில் ஒற்றை-ஜோடி ஈதர்நெட் சுவிட்சை நிறுவவும்.

அல்லது ஃபைபர் ஆப்டிக்ஸ் வழியாக நெட்வொர்க் ஏற்கனவே நீண்ட தூரத்திற்கு நீட்டிக்கப்பட்டிருந்தால், இந்த சுவிட்சை நேரடியாக நிறுவனத்தின் உள்ளூர் நெட்வொர்க்குடன் இணைக்கலாம். அதில் சென்சார்களை ஒட்டி, அவற்றிலிருந்து படித்தவற்றை இங்கே படிக்கவும். நேரடியாக நெட்வொர்க்கில். இடைமுக மாற்றிகள் மற்றும் நுழைவாயில்கள் இல்லாமல்.

மேலும் இவை சென்சார்களாக இருக்க வேண்டிய அவசியமில்லை. வீடியோ கேமராக்கள், இண்டர்காம்கள் அல்லது ஸ்மார்ட் லைட் பல்புகள் இருக்கலாம். நுழைவாயில்களில் சில வால்வுகள் அல்லது டர்ன்ஸ்டைல்களின் இயக்கிகள்.

எனவே வாய்ப்புகள் சுவாரஸ்யமாகத் திறக்கின்றன. நிச்சயமாக, SPE அனைத்து களப் பேருந்துகளையும் மாற்றும் என்பது சாத்தியமில்லை. ஆனால் அவர் அவர்களில் ஒரு நியாயமான பகுதியை எடுத்துக்கொள்வார். நிச்சயமாக கார்களில்.

PS நான் பொது டொமைனில் தரநிலையின் உரையைக் காணவில்லை. மேலே உள்ள தகவல்கள் இணையத்தில் கிடைக்கும் பல்வேறு விளக்கக்காட்சிகள் மற்றும் பொருட்களிலிருந்து துண்டு துண்டாக சேகரிக்கப்பட்டன. எனவே அதில் தவறுகள் இருக்கலாம்.

ஆதாரம்: www.habr.com