Mikä on Ethernet-magneettisen muuntajan tarkoitus ja miten niitä käytetään?
On helmikuu 13, 2021 by adminMinulle on kerrottu, että Ethernet-magneettisia muuntajia käytetään base-t-Ethernetiin, kun lähetys lähetetään pitkin kaapelia pitkin. Mikä on muuntajan tarkoitus? (onko se signaalin suodatukseen vai tehostamiseen?)
Lisäksi minulla on piiri, jota on käytetty 8-johdiniseen (1000base-t) Ethernet-kokoonpanoon. Toistaisiko sama piiri 4-johtoista (100base-t) kokoonpanoa, jos liitän vain nastat 1, 2, 3 & 6? jos niin, olisiko suorituskyky sama kuin kahdeksan johtimen kokoonpanossa?
Olen pahoillani, jos en ehkä ole johdonmukainen kysymyksessäni, koska en ole liian perehtynyt Ethernet-laitteistoon. Kiitos kysymyksesi tarkistamisesta .
PS En ole varma siitä, miten dataa siirretään Ethernetin kautta. Onko kaikki differentiaaliparit (DA: nastat 1 & 2, DB: nastat 3 & 6, DC: nastat 4 & 5, DD: nastat 8 & 7) ovat väylät, joissa tietoja voidaan lähettää molempiin suuntiin (toisin kuin UART, jossa RX on kytkettävä TX: hen)? Ja jos käytän vain 2 paria, olisinko yhteydessä vain DA: een ja DB: hen? Onko 4 johdinlaite verkkoon, joka käyttää 8 johtoa?
Kommentit
- Auttoiko jokin vastaus sinulle? Jos on, sinun tulisi hyväksyä vastaus, jotta kysymys ei ’ tule jatkuvasti pop-upiksi etsimällä vastausta. Vaihtoehtoisesti voit lähettää ja hyväksyä t oma vastauksesi.
Vastaa
Minulla on on kerrottu, että Ethernet-magneettisia muuntajia käytetään base-t-Ethernetiin, kun lähetys lähetetään pitkällä kaapelilla.
Niitä käytetään aina, ei vain silloin, kun ”lähetetään pitkällä kaapelilla”
Mikä on muuntajan tarkoitus?
Ensisijainen tarkoitus on eristäminen. Tyypillisesti niitä käytetään myös osana signaalinkäsittelyä, muuttaen yksipäiset taajuusmuuttajat differentiaalisignaaliksi lähetyksessä ja muodostamalla oikea vastaanottotavan yhteismoodijännite. Tästä syystä muuntajien laitepuoli on yleensä keskellä.
Eristäminen on erittäin hyvä idea viestintäjärjestelmissä, jotka yhdistävät paljon laitteistoja laajalle alueelle. Et halua, että verkkojohdotuksen tai laitteiden vikojen vikavirta / jännitteet leviävät tiedonsiirtoyhteyksien kautta.
Eristykseen on periaatteessa kaksi vaihtoehtoa, opto ja muuntaja. Muuntajan eristyksessä on pari Ensinnäkin signaaliteho kulkee muuntajan läpi, mikä tarkoittaa, että sinun ei tarvitse saada virtalähdettä esteen ”eristetylle” puolelle. Toiseksi muuntajat ovat erittäin hyviä tuottamaan ja vastaanottamaan differentiaalisignaaleja samalla kun ne tarjoavat korkean yhteismoodin hylkäämisen, mikä tekee niistä hyvän yhdistelmän parikaapelien johdotuksen kanssa. Kolmanneksi muuntajia on helpompi suunnitella suurille taajuuksille (alias suurille nopeuksille) kuin optoerottimia.
Muuntajan kytkennässä on joitain haittoja, muuntajat eivät toimi tasavirralla ja pienet muuntajat, jotka toimivat hyvin korkeilla taajuuksilla eivät t toimivat hyvin matalilla taajuuksilla, mutta tämä hoidetaan helposti linjakoodausjärjestelmillä, jotka välttävät matalia taajuuksia.
P.S. En ole varma siitä, miten tietoja siirretään Ethernet-verkon kautta. Onko kaikki differentiaaliparit (DA: nastat 1 & 2, DB: nastat 3 & 6, DC: nastat 4 & 5, DD: nastat 8 & 7) ovat väyliä, joihin dataa voidaan lähettää molempiin suuntiin (toisin kuin UART, jossa RX on kytkettävä TX: hen )? ja jos käytän vain kahta paria, olenko yhteydessä vain DA: een ja DB: hen?
Se riippuu Ethernet-versiosta. 10BASE-T ja 100BASE-TX käyttivät yhtä paria kumpaankin suuntaan. Vanhemmissa laitteissa joudut manuaalisesti varmistamaan, että lähetin oli kytketty vastaanottimeen (tarvittaessa käyttämällä ristikaapeleita), mutta uudemmissa laitteissa on yleensä AUTO-MDIX, joka selvittää sen automaattisesti.
1000BASE-T käyttää kaikkia neljää paria molempiin suuntiin samaan aikaan käyttämällä kaiunpoistotekniikoita erottamaan vastaanotetut tiedot lähetetystä datasta.
Luulen, että 10GBASE-T käyttää myös kaiun peruuttamistekniikkaa, mutta en ole siinä postitiivinen.
Onko ongelma yhdistetäänkö 4-johtiminen laite verkkoon, joka käyttää 8-johtimista?
Useimmat laitteet tukevat matalamman nopeuden tilaa, mutta eivät kaikkia. Erityisesti kierretty pari kuitumateriaalille Muuntimet tukevat yleensä vain yhtä nopeutta kierretyn parin puolella.Laitteet, jotka tukevat 10GBASE-T: tä, tukevat yleensä myös 1000BASE-T: tä, mutta vain joskus tukevat 100BASE-TX ja afaict eivät koskaan tue 10BASE-T: tä.
Kommentit
- xGBASE-T käyttää (hyvin paljon) samaa kaiunpoistoa hybridien avulla kuin 1000BASE-T.
Vastaus
Ethernet-magneettinen muuntaja vaaditaan ethernet-standardin mukaan. Löydät tämän kysymyksen, ” Miksi Ethernet / RJ45-liitännät kytketään magneettisesti? ”, vastataan Electrical Engineering SE .
UTP-kaapelointimääritykset edellyttävät neliparista kaapelia. 10BASE-T ja 100BASE-TX käyttävät kahta paria, yhden lähetys- ja yhden vastaanottoparin, kun taas 1000BASE-T vaatii kaikki neljä paria, sekä lähettävät että vastaanottavat samanaikaisesti. Jos yrität suorittaa 1000BASE-T: n vain kahdella parilla, se neuvottelee 100BASE-TX: n kanssa.
Kommentit
- Kun sanoit ” kun taas 1000BASE-T vaatii kaikki neljä paria, sekä lähettävät että vastaanottavat samanaikaisesti ”, tarkoititko, että jokin neljästä parista voi toimia kuten TX tai RX kerrallaan, toisin kuin 10 / 100base-t, jossa tx ja rx on omistettu tietyille pareille? Minun tapauksessani minulla on vain 4 johtoa (2 paria) 100base-t-laitteestani. Onko väliä, yhdistänkö ne nastoihin 1, 2, 3 & 6, vai voinko liittää ne muihin pariin? Lopuksi, toimisiko muuntajan piiri 1000base-tx: lle 100base-tx: lle? Olen löytänyt monia verkossa saatavilla olevia piirejä ja olen hämmentynyt niistä.
- Tarkoitan, että 1000BASE-T käyttää kaikkia neljää paria samanaikaisesti sekä lähettämään että vastaanottamaan. Sekä 10BASE-T että 100BASE-TX käyttävät nastoja 1, 2, 3 ja 6, ja ne on kytkettävä yhteen kierrettyyn pariin kohdissa 1-2 ja toiseen kierrettyyn pariin 3-6. Kierretyn parin jakaminen ei toimi oikein. Jos et tiennyt ’ etkä edellä mainittua, epäilen vakavasti, pystytkö rakentamaan omat Ethernet-rajapintasi, joten sinun ei pitäisi ’ olla huolissasi muuntajat. Jos haluat rakentaa omat ethernet-rajapintasi, sinun tulee esittää kysymyksesi aiheesta Sähkötekniikka .
Vastaus
Muuntaja on tarkoitettu pääasiassa DC-yhteismoodisignaalien irrottamiseen, kuten muissa vastauksissa on selitetty, ja se tarjoaa myös käytännön tietoverkoissa tarvittavan sähköisen eristyksen ( toisin kuin koko verkon käyttäminen penkillä, esimerkiksi kaikki samasta jatkokaistasta). Muuntajan valmistaja ilmoittaa, minkä IEEE 802.3 -alastandardin se noudattaa. Yleensä 1GBASE-T-muuntajat voivat toimia aina 10MBASE-T-nopeuksille saakka, ja näyttää siltä, että 10GBASE-T-muuntajat säilyttävät samanlaisen suorituskyvyn, mutta se ei takaa suoranaisesti, että 10GBASE-T-muuntaja toimii esim. 100BASE: n kanssa -T PHY-siru, koska jotkut avainparametrit ovat muuttuneet.
Mutta on ainakin teoreettisesti mahdollista suunnitella esimerkiksi 10M / 100M / 1G / 10G BASE-T digitaalinen signaalinkäsittelyketju FPGA: han (tai moderni GPU tai ASIC), kiinnitä se A / DD / A-käyttöliittymään, joka toimii 800MS / S nopeudella ja käyttää 10GBASE-T -magneettia, ja sinulla on ratkaisu, joka on yhteensopiva nopeuksien 10M – 10G kanssa – yli 3 suuruusluokkaa Mutta todellisuudessa kukaan ei suunnittele tällaisia ” laajakaistaisia ” digitaalisia prosessointiketjuja, koska se olisi hukkaan menevää työtä, koska 10G-portit ovat niin kalliita, että minkä tahansa hitaamman liittäminen niihin on rahan tuhlausta. Tyypillisesti 10G PHY on vain gigabitin nopeus, usein ei edes 1G, mutta korkeampi: 2,5 G, 5 G ja 10 G. Jotkut niistä ovat vain 10G: n!
Kierretty pari Ethernet 1 Gt: n nopeudella ja sen ulkopuolella toimii kuin analogiset puhelinjärjestelmät: yhtä paria käytetään tietojen lähettämiseen molempiin suuntiin kerralla. Analogisissa puhelinjärjestelmissä on yksi ero ” -silmukka ” yhteys: ei ole, että yksi lanka lähettää ja toinen vastaanottaa. Se on yksi suljettu piiri, joka toimii kahteen suuntaan samaan aikaan. Se toimii sillä periaatteella, että lähettäjällä on kaikki tarvittavat tiedot estääkseen oman signaalinsa silmukasta saamastaan.
Yhteyden molemmat päät ovat sekä lähetin että vastaanotin. Lähetetty signaali asetetaan piirille jo olemassa olevan signaalin päälle. Sitten vastaanotin mittaa tämän summatun signaalin ja vähentää siitä oman lähettämänsä signaalin. Jäljellä on, mitä muut linkin lähettimet ovat lähettäneet. Koska tällaiset linkit ovat yleensä pisteestä pisteeseen, kun vähennät oman lähetyksen vastaanotetusta signaalista, jäljellä on toinen lähetetty signaali kaukaa linjan loppu.
Lähetetyn signaalin vähennys vastaanotetusta kokonaissignaalista on tehtävä riippumatta siitä, puhummeko gigabitin Ethernetistä vai kaksijohtimisista puhelinlinjoista. Puhelulinjoilla signaalit ovat hitaita riittää, että hybridiksi kutsuttu passiivinen laite – lähinnä päätteellä varustettu muuntaja – voi toimia riittävästi.Tällaisia hybridejä on analogisissa puhelimissa ja muissa yksinkertaisissa puhelinlaitteissa. Muuntajapohjainen lähestymistapa ei toimi kovin hyvin, kun esim. Geostationaariset viiveet ovat läsnä, eikä se riitä nopeille modeemeille, joten jopa puhelinlinjoilla toimivien modeemien on toteutettava ” hybrid ” digitaalisessa verkkotunnuksessa. He käyttävät edelleen muuntajia eristämiseen ja saattavat liittää sen hybridimuotoon, mutta kyseisen muuntajan suorituskyky ei ole itsessään riittävä.
Kun digitaalisten signaalien käsittely oli kokonaisuudessaan halvempaa, mikropainoja sisältävillä siruilla sen sijaan, että valmistettaisiin ja lähetettäisiin rauta- ja kuparipaloja, jotka tunnetaan hybridimuuntajina (jotka painavat erikseen enemmän kuin kaikki tietokoneen puolijohdesirut, yhdistettynä), hybridipuhelintoiminto puhepuhelinverkoissa on toteutettu digitaalisella signaalinkäsittelyllä.Esimerkiksi: matalalla ARM M0 -mikrokontrollerilla on riittävästi laskentakapasiteettia adaptiivisen puhelinhybridin toteuttamiseksi ohjelmistoissa, erinomaisella suorituskyvyllä ja sen valmistuksella käyttää paljon vähemmän resursseja kuin puhelinhybridimuuntajan valmistus. Nykyaikaisella tekniikalla, joka on kevyt, on etuja, jotka ylittävät pelkän mukavuuden 🙂 Kevyempi ja yksinkertaisempi muuntaja on edelleen olemassa eristääkseen puhelinjännitteen jännitteen transienteilla suhteellisen herkästä muusta piiristä.
Kuten datanopeudet kasvavat, samoin kasvaa laskennallinen kapasiteetti, joka tarvitaan tämän lähetetyn ja vastaanotetun datan erottamiseen ja sopeutumiseen kaapelilaitoksen puutteisiin (esim. jokainen liitin / liitin tai mutka aiheuttaa kaikuja!). Joten, kun katsot 10GBASE-T PHY -piiriä, sillä on noin yhtä monta transistoria kuin Pentium III (Katmai): ~ 10 miljoonaa. Tietysti vain osa tästä transistoribudjetista lasketaan lähi- ja kaukokaikujen peruuttamiseen ja tasaamiseen, mutta se ei silti ole vähäpätöinen pala. Arvaa esimerkiksi Broadcomin toimittamien lohkokaavioiden perusteella, hyvä 1 / 10-1 / 3 siru käsittelee juuri tätä (en käsittele tällaista sirun suunnittelua ja minulla ei ole mitään nyrkkisääntöjä, jotka antaisivat kapeamman estimaatin). Kaiun peruutukseen ja polun tasaamiseen käytetyillä digitaalisilla suodattimilla on pituudet noin 100-1000T (napautukset). Tämä tarkoittaa, että PHY: n on tehtävä muutama tuhat 10-12-bittistä kertomista ja lisäyksiä kutakin näytteenottojaksoa varten vain erottaakseen lähetetyt signaalit vastaanotetuista signaaleista ja tasoittamaan kaapelijärjestelmän puutteet; ja 10GBASE-T: n suorittamiseen tarvitaan 800 MS-näytettä. Joten puhumme 1TMAC: n / s järjestyksestä (eli yksi Tera MAC / s tai miljoona miljoonaa kertomista ja lisäystä sekunnissa).
Voit jäljitellä tätä modernilla GPU: lla. Näkökulmasta: varhainen Intel HD Graphics -alusta vuodesta 2010 voisi suorittaa ehkä 0,03TMAC / s. Vuonna 2013 käyttöön otettu Intel Iris Graphics pystyi käsittelemään noin 1TMAC / s puolitarkkuudella – ja sillä olisi melkein tarvittava kapasiteetti tasauksen ja kaiun peruuttamiseen yksittäinen 10GBASE-T-lähetin-vastaanotin. Ja tämä on vain ” puhtaan ” digitoidun signaalin saamiseksi. on vielä demoduloitava, purettava, purettava ja korjattava virheellisesti (ja tehtävä päinvastoin lähetettäessä). Kuvittelen, että se on helposti toinen vastine muutamasta sadasta GFLOP: sta / s, vaikka melko vähän se ei ole liukuluku, mutta rinnakkaiset bittitoiminnot ja nopeat muistihaut.
Lukuun ottamatta: Sinulla voi olla enemmän kuin kaksi lähetintä jaettuna linjalla, kunhan niiden signaalit voitaisiin muuten erottaa. Satelliittipaikannusjärjestelmät käsittelevät tätä: kaikki GPS-satelliitit lähettävät samalla taajuudella, mutta niiden signaalit koodataan erikseen, joten jos käytät koodia, joka purkaa yhden satelliitin tiedot, kaikki muut satelliitit muuttuvat meluksi jotka voidaan erottaa hyödyllisistä tiedoista. Tätä kutsutaan koodijakoiseksi multipleksoinniksi. Mutta tämä oli todella sivuutus, koska GPS on vain yksisuuntainen: lähettimet ovat satelliitteja ja ” GPS-laitteet ” kuten puhelimet ovat vain vastaanottimia. Yritetään lähettää GPS-taajuuksilla saada sinut lailliseen kuumaan veteen, ja nykyään melko nopeasti siinä (ei väliä, että se on täysin turhaa: satelliitit eivät kuuntele sinua!).
Mutta voit periaatteessa käyttää koodijakoista multipleksointia esim pudota useita 10 Gt / s vastaavia PHY-levyjä yhteen ” eetteriin ” – esim. käytä balunsin avulla pari PHY: tä vanhaan hyvään thinnet 75 Ohmin koaksiaaliin. Sanotaan sitten, että jokainen PHY: stä rajoitettaisiin lähettämään nopeudella 10MBit / s. Sinulla voi olla kymmeniä niitä, jotka kaikki lähettävät kerralla, käyttäen erilaisia koodiparametreja, ja jokainen heistä voi välittömästi kuulla kaikki muut ja tuottaa 10MBit / s vastaanotettu virta kaikilta muilta – itse asiassa mukautetun 10GBASE-T PHY: n resursseilla se voisi purkaa monet näistä lähetyksistä kerralla.Joten nykyaikaisella tekniikalla ” vanha vanha ” 75 ohmin koaksiaalinen 10 Mbit Ethernet voidaan vaihtaa TDMA: sta CodeDMA: ksi (ei CDMA! !) ja salli törmäyksettömät verkkosegmentit, joissa solmujen lukumäärä tyypillisesti esiintyy kyseisissä segmenteissä takaisin (muutamasta muutamaan kymmeneen). Ei olisi mahdollista saada täyttä 10 Gt / s kaistanleveyttä yhdestä koaksiaalista, mutta kuvittelen, että 1-3 Gt / s olisi mahdollista … jokaisella verkkokortilla tuhannen Cray-1-koneen laskennallisia resursseja käyttäen. Nyt te kaikki tiedätte, miksi heillä ei ollut koodijakoista multiplekseri-Ethernetiä 80-luvulla – se on melko alkeellista: Cray-1: n tuotantoaika oli noin 100 yksikköä. Jos he olisivat tehneet heistä noin 2000, voisit käyttää jokaisen 1000 avulla koota CodeDMA 10BASE-T -solmu kaiken osoittamiseksi. Lisäksi – tuolloin tarvittavat ADC: t ja DAC: t olivat enimmäkseen fiktiota, joten toteutus olisi tehtävä käyttämällä hitaampia muuntimia, joissa on välitaajuusmuunnos, ja digitaalisen käsittelyn tulisi kääntää alikaistat uudelleen laajakaistaisiksi kantataajuuskaistaksi muodossa ja sitten pois siitä lähetyspuolella. Mutta tietysti rajoittava tekijä oli supertietokoneiden heikko saatavuus, huomioi 🙂 Kyllä, optista FFT: tä voitaisiin ehkä hyödyntää joidenkin FIR-segmenttien toteuttamiseksi. Mutta 80-luvulla se oli melko salaa 🙂
Vastaa