5 феврали соли равон стандарти нави 10-Мбит Ethernet тасдиқ карда шуд. Бале, шумо дуруст хонед: даҳ мегабит дар як сония.
Чаро дар асри 21 чунин суръати «хурд» лозим аст? Барои иваз кардани боғи ҳайвонот, ки зери номи пуриқтидори "автобуси саҳроӣ" пинҳон шудааст - Profibus, Modbus, CC-Link, CAN, FlexRay, HART ва ғайра. Онҳо хеле зиёданд, онҳо бо ҳамдигар номувофиқанд ва танзими онҳо нисбатан душвор аст. Аммо шумо танҳо мехоҳед, ки симро ба коммутатор васл кунед ва ин аст. Ҳамон тавре ки бо Ethernet муқаррарӣ.
Ва ба зудӣ имконпазир хоҳад шуд! Мулоқот кунед: "802.3cg-2019 - Стандарти IEEE барои Ethernet - Ислоҳоти 5: Мушаххасоти қабати физикӣ ва параметрҳои идоракунии амалиёт барои 10 Мб/с ва интиқоли барқи алоқаманд аз як ҷуфти мутавозиншудаи ноқилҳо."
Дар бораи ин Ethernet нав чӣ шавқовар аст? Пеш аз ҳама, он бар як ҷуфти каҷ кор мекунад, на зиёда аз чор. Аз ин рӯ, он камтар пайвасткунакҳо ва кабелҳои бориктар дорад. Ва шумо метавонед кабели ҷуфти печидаи аллакай гузошташударо истифода баред, ки ба сенсорҳо ва актуаторҳо меравад.
Шумо метавонед баҳс кунед, ки Ethernet то 100 метр кор мекунад, аммо сенсорҳо хеле дуртар ҷойгиранд. Дарвоқеъ, ин пештар мушкилот буд. Аммо 802.3cg дар масофаи то 1 км кор мекунад! Як ҷуфт дар як вақт! Бад не?
Дар асл, боз ҳам беҳтар: қувваи барқро инчунин тавассути як ҷуфт таъмин кардан мумкин аст. Дар он ҷо мо оғоз мекунем.
IEEE 802.3bu Ҳокимият бар хатҳои маълумот (PoDL)
Ман фикр мекунам, ки бисёре аз шумо дар бораи PoE (Power over Ethernet) шунидаед ва медонед, ки барои интиқоли нерӯ 2 ҷуфт сим лозим аст. Ворид/баромади қувва дар нуқтаҳои миёнаи трансформаторҳои ҳар як ҷуфт анҷом дода мешавад. Инро бо истифода аз як ҷуфт кардан мумкин нест. Бинобар ин ба мо лозим омад, ки ин корро дигар хел кунем. Чӣ тавр дақиқ дар расми зер нишон дода шудааст. Масалан, PoE классикӣ низ илова карда шудааст.
Дар ин ҷо:
PSE - таҷҳизоти манбаи барқ (таъмини барқ)
PD - дастгоҳи пурқувват (дастгоҳи дурдаст, ки нерӯи барқро истеъмол мекунад)
Дар аввал, 802.3bu 10 синфи қудрат дошт:
Се градатсияи муқаррарии шиддати манбаъ бо ранг нишон дода шудааст: 12, 24 ва 48 В.
Нишондиҳанда:
Vpse — шиддати кувваи электр, В
Vpd min - ҳадди ақали шиддат дар PD, V
I max — максималии ҷараён дар хат, А
Ppd max - ҳадди ниҳоии истеъмоли қувваи барқ PD, Вт
Бо пайдоиши протоколи 802.3cg, 6 синфи дигар илова карда шуданд:
Албатта, бо чунин гуногунрангӣ, PSE ва PD бояд пеш аз истифодаи шиддати пурра дар бораи синфи нерӯ мувофиқат кунанд. Ин бо истифода аз SCCP (Протоколи таснифоти иртиботи силсилавӣ) анҷом дода мешавад. Ин як протоколи пастсуръат (333 бит) дар асоси 1-Wire аст. Он танҳо вақте кор мекунад, ки қувваи асосӣ ба хат таъмин карда нашавад (аз ҷумла дар ҳолати хоб).
Диаграммаи блок нишон медиҳад, ки чӣ гуна қувваи барқ таъмин карда мешавад:
- ҷараёни 10мА дода мешавад ва мавҷудияти диоди зенери 4V дар он ниҳоӣ тафтиш карда мешавад
- синфи қудрат мувофиқа карда мешавад
- кувваи асосй дода мешавад
- агар истеъмол аз 10 мА паст шавад, режими хоб фаъол мешавад (таъмини қувваи интизорӣ 3.3 В)
- агар истеъмол аз 1мА зиёд бошад, режими хоб хориҷ мешавад
Дар бораи синфи хӯрока, агар он пешакӣ маълум бошад, мувофиқат кардан лозим нест. Ин хосият режими зуд оғозёбӣ номида мешавад. Онро, масалан, дар мошинҳо истифода мебаранд, зеро тагьир додани конфигурацияи тачхизоти васлшаванда зарур нест.
Ҳам PSE ва ҳам PD метавонанд ҳолати хобро оғоз кунанд.
Акнун биёед ба тавсифи интиқоли маълумот гузарем. Он ҷо низ ҷолиб аст: стандарт ду намуди корро муайян мекунад - масофаи дур ва барои масофаи кӯтоҳ.
10BASE-T1L
Ин як варианти дароз аст. Хусусиятҳои асосии инҳоянд:
- масофа — то 1 км
- ноқилҳо 18AWG (0.8мм2)
- то 10 пайвасткунаки фосилавӣ (ва ду пайвасткунаки терминал)
- режими кори аз нуқта ба нуқта
- пурра дуплекс
- Меъёри рамз 7.5 Mbaud
- Модуляцияи PAM-3, рамзгузории 4B3T
- сигнал бо амплитудаи 1V (1Vpp) ё 2.4V
- Дастгирии Energy Efficient Ethernet ("ором/тароват" EEE).
Аён аст, ки ин вариант барои барномаҳои саноатӣ, системаҳои идоракунии дастрасӣ, автоматикунонии бино, лифтҳо пешбинӣ шудааст. Барои идора кардани хунуккунакҳо, кондитсионерҳо ва мухлисони дар сақф ҷойгиршуда. Ё дегхои гармидихй ва насосхое, ки дар хонахои техникй вокеъ гардидаанд. Яъне, ба гайр аз саноат, барномаҳои гуногун вуҷуд доранд. Дар бораи Интернети ашё (IoT) ёдовар намешавем.
Қобили зикр аст, ки 10BASE-T1 танҳо яке аз стандартҳои Single Pair Ethernet (SPE) мебошад. Ҳамчунин 100BASE-T1 (802.3bw) ва 1000BASE-T1 (802.3bp) мавҷуданд. Дуруст аст, ки онҳо барои барномаҳои автомобилӣ таҳия шудаанд, бинобар ин, диапазони он танҳо 15 (UTP) ё 40 метр (STP) аст. Аммо, нақшаҳо аллакай 100BASE-T1L-и дарозмуддатро дар бар мегиранд. Ҳамин тавр, дар оянда онҳо автоматии суръатро илова мекунанд.
Дар айни замон, ҳамоҳангсозӣ истифода намешавад - "оғози зуд" -и интерфейс эълон карда мешавад: камтар аз 100 мс аз таъмини барқ то оғози мубодилаи маълумот.
Варианти дигар (ихтиёрӣ) ин баланд бардоштани амплитудаи интиқол аз 1 то 2.4 В барои беҳтар кардани таносуби сигнал ба садо, кам кардани шумораи хатоҳо ва муқобила бо дахолати саноатӣ мебошад.
Ва, албатта, EEE. Ин як роҳи сарфаи нерӯи барқ тавассути хомӯш кардани интиқолдиҳанда аст, агар дар айни замон ягон маълумот барои интиқол мавҷуд набошад. Диаграмма нишон медиҳад, ки ин чӣ гуна аст:
Маълумот нест - мо паёми "Ман хоб рафтам" мефиристем ва пайвастро қатъ мекунем. Баъзан мо аз хоб бедор мешавем ва паёми "Ман ҳоло ҳам дар ин ҷо ҳастам" мефиристем. Вақте ки маълумот пайдо мешавад, тарафи муқобил ҳушдор дода мешавад "Ман бедор мешавам" ва интиқол оғоз меёбад. Яъне танхо приёмникхо пайваста кор мекунанд.
Акнун биёед бубинем, ки онҳо бо версияи дуюми стандарт чӣ кор карданд.
10BASE-T1S
Аллакай аз мактуби охирин маълум мешавад, ки ин протокол барои масофахои кутох аст. Аммо чаро он лозим аст, агар T1L дар масофаи кӯтоҳ кор кунад? Хониши хусусиятҳо:
- то 15 м дар реҷаи нуқта ба нуқта
- дуплекс ё ним дуплекс
- проводники 24-26AWG (0.2-0.13мм2)
- Меъёри рамз 12.5 Mbaud
- DME, рамзгузории 4B5B
- сигнал бо амплитудаи 1V (1Vpp)
- то 4 пайвасткунаки фосилавӣ (ва ду пайвасткунаки терминал)
- дастгирии EEE нест
Чунин ба назар мерасад, ки ҳеҷ чизи махсусе. Пас, он барои чӣ? Аммо барои ин:
- масофаи то 25 м дар реҷаи бисёрнуқта (то 8 гиреҳ)
Ва ин:
- Реҷаи корӣ бо канорагирӣ аз бархӯрд PLCA RS (Зерқабати PHY-Level Avoidance Reconciliation)
Ва ин хеле ҷолибтар аст, ҳамин тавр не? Зеро ба хеле кам шудани микдори симхои кабинетхои идоракунй, машинахо, роботхо ва машинахо ёрй мерасонад. Ва аллакай пешниҳодҳо мавҷуданд, ки онро ҳамчун ивазкунандаи I2C дар серверҳо, коммутаторҳо ва дигар электроника истифода баранд.
Аммо режими бисёрнуқтаҳо нуқсонҳои худро дорад. Муҳимтарин воситаи интиқоли маълумот мебошад. Албатта, бархӯрдҳо бо истифода аз CSMA/CD ҳал карда мешаванд. Аммо маълум нест, ки таъхир чӣ гуна хоҳад буд. Ва барои баъзе барномаҳо ин муҳим аст. Аз ин рӯ, дар стандарти нав, бисёрнуқтаҳо бо режими махсуси PLCA RS пурра карда шуданд (ба фасли оянда нигаред).
Камбудии дуюм дар он аст, ки PoDL дар бисёр нуқта кор намекунад. Яъне, қувваи барқ бояд тавассути кабели алоҳида дода шавад ё ба ягон ҷое дар сайт бурда шавад.
Аммо, дар ҳолати нуқта ба нуқта, PoDL инчунин дар T1S кор мекунад.
PLCA RS
Ин режим ба таври зерин кор мекунад:
- гиреҳҳо идентификаторҳоро байни худ тақсим мекунанд, гиреҳ бо ID=0 ҳамоҳангсоз мешавад
- ҳамоҳангсоз ба шабака сигнали BEACON медиҳад, ки оғози давраи нави интиқолро нишон медиҳад ва бастаи додаҳои онро интиқол медиҳад
- пас аз интиқоли бастаи додаҳо, навбати интиқол ба гиреҳи дигар мегузарад
- агар гиреҳ интиқолро дар тӯли вақти зарурӣ барои интиқоли 20 бит оғоз накарда бошад, навбат ба гиреҳи дигар мегузарад.
- вақте ки ҳамаи гиреҳҳо маълумотро интиқол додаанд (ё навбати худ гузаштанд), ҳамоҳангсоз давраи навро оғоз мекунад
Умуман, он ба TDMA шабоҳат дорад. Аммо бо вижагиаш, ки гиреҳ чаҳорчӯбаи вақти худро истифода намебарад, агар чизе барои интиқол надошта бошад. Ва андозаи чаҳорчӯба ба таври қатъӣ муайян карда нашудааст, зеро ... аз андозаи бастаи маълумоте, ки тавассути гиреҳ интиқол дода мешавад, вобаста аст. Ва ҳама дар болои чаҳорчӯбаҳои стандартии 802.3 Ethernet кор мекунанд (PLCA RS ихтиёрӣ аст, бинобар ин бояд мутобиқат бошад).
Натиҷаи истифодаи PLCA дар зер дар графикҳо нишон дода шудааст. Якум - таъхир вобаста ба сарборӣ, дуюм - қобилияти интиқол вобаста ба шумораи гиреҳҳои интиқол. Равшан аст, ки таъхир хеле пешгӯишаванда шудааст. Ва дар бадтарин ҳолат он нисбат ба бадтарин ҳолати CSMA/CD 2 дараҷа камтар аст:
Ва иқтидори канал дар ҳолати PLCA баландтар аст, зеро барои ҳалли бархӯрдҳо сарф намешавад:
Пайвасткунакҳо
Дар аввал, мо аз 6 варианти пайвасткунаки пешниҳодкардаи ширкатҳои гуногунро интихоб кардем. Дар натиҷа, мо дар ин ду вариант қарор гирифтем:
Барои шароити муқаррарии кор, пайвасткунаки IEC 63171-1 LC CommScope интихоб карда шуд.
Барои муҳити сахт - оилаи пайвасткунаки IEC 63171-6 (собиқ 61076-3-125) аз HARTING. Ин пайвасткунакҳо барои дараҷаи муҳофизат аз IP20 то IP67 пешбинӣ шудаанд.
Албатта, пайвасткунакҳо ва кабелҳо метавонанд UTP ё STP бошанд.
Прочее
Шумо метавонед як сими муқаррарии чор ҷуфт Ethernet истифода баред, бо истифода аз ҳар як ҷуфт барои канали алоҳидаи SPE. Барои он ки чор кабели алохида дар ягон чо ба дур накашад. Ё кабели як ҷуфтро истифода баред ва дар охири дур гузариши як ҷуфти Ethernet насб кунед.
Ё шумо метавонед ин коммутаторро мустақиман ба шабакаи маҳаллии корхона пайваст кунед, агар шабака аллакай тавассути нахи оптикӣ ба масофаҳои дур дароз карда шуда бошад. Дар он ҷо сенсорҳоро часпонед ва хондани онҳоро дар ин ҷо хонед. Бевосита дар шабака. Бе табдилдиҳандагони интерфейс ва шлюзҳо.
Ва инҳо ҳатман сенсорҳо нестанд. Шояд видеокамераҳо, домофонҳо ё лампаҳои интеллектуалӣ бошанд. Дискҳои баъзе клапанҳо ё турникетҳо дар даромадгоҳҳо.
Ҳамин тавр, дурнамои ҷолиб кушода мешаванд. Албатта, аз эҳтимол дур нест, ки SPE ҳама автобусҳои саҳроиро иваз кунад. Аммо ӯ як пораи одилона аз онҳо хоҳад гирифт. Албатта, дар мошинҳо.
PS Ман матни стандартро дар домени ҷамъиятӣ наёфтам. Маълумоти дар боло овардашуда аз презентатсияҳо ва маводҳои мухталифе, ки дар Интернет мавҷуданд, қисм ба қисм ҷамъоварӣ карда шудаанд. Аз ин рӯ, дар он метавонад хатогиҳо бошад.
Манбаъ: will.com