이더넷 자기 변압기의 목적은 무엇이며 어떻게 사용됩니까?
On 2월 13, 2021 by admin긴 케이블을 통해 전송할 때 base-t 이더넷에 이더넷 자기 변압기를 사용한다고 들었습니다. 변압기의 목적은 무엇입니까? (신호 필터링 또는 부스팅 용입니까?)
또한 8 선 (1000base-t) 이더넷 구성에 사용 된 회로가 있습니다. 핀 1, 2, 3 & 6 만 연결하면 4 선 (100base-t) 구성에서도 동일한 회로가 작동합니까? 그렇다면 성능이 8 선 구성과 같을까요?
이더넷 하드웨어에 너무 익숙하지 않아 질문에 일관성이 없어서 죄송합니다. 질문을 검토해 주셔서 감사합니다. .
PS 이더넷을 통해 데이터가 어떻게 전송되는지 잘 모르겠습니다. 모든 차동 쌍 (DA : 핀 1 & 2, DB : 핀 3 & 6, DC : 핀 4 & 5, DD : 핀 8 & 7)은 데이터를 양방향으로 전송할 수있는 버스 (RX를 TX에 연결해야하는 UART와 달리)? 2 쌍만 사용하는 경우 DA와 DB 만 연결해야합니까? 4를 연결하는 데 문제가 있습니까? 8 개의 와이어를 사용하는 네트워크에 장치를 연결 하시겠습니까?
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답변
이더넷 자기 변압기는 긴 케이블을 통해 전송 될 때 base-t 이더넷에 사용된다고합니다.
“긴 케이블을 통해 전송”할 때뿐만 아니라 항상 사용됩니다.
트랜스포머의 목적은 무엇입니까?
주된 목적은 격리입니다. 일반적으로 신호 컨디셔닝의 일부로도 사용되며 단일 종단 드라이브 쌍을 전송시 차동 신호로 전환하고 수신시 수신기에 대한 올바른 공통 모드 전압을 설정합니다. 이러한 이유로 변압기의 장치 쪽은 일반적으로 중앙 탭입니다.
격리는 넓은 영역에 걸쳐 많은 하드웨어를 연결하는 통신 시스템에서 매우 좋은 아이디어입니다. 전원 배선 또는 장치의 오류로 인한 오류 전류 / 전압이 통신 배선을 통해 확산되는 것을 원하지 않습니다.
절연에는 기본적으로 광과 변압기의 두 가지 옵션이 있습니다. 변압기 절연에는 몇 가지 옵션이 있습니다. 주요 장점 첫째, 신호 전력이 변압기를 통과하므로 장벽의 “절연 된”쪽에 전원 공급 장치가 필요하지 않습니다. 둘째, 트랜스포머는 높은 공통 모드 제거를 제공하면서 차동 신호를 생성하고 수신하는 데 매우 뛰어나므로 트위스트 페어 배선과 잘 결합됩니다. 셋째, 광 커플러보다 고주파 (고속이라고도 함) 용 변압기를 설계하는 것이 더 쉽습니다.
변압기 결합에는 몇 가지 단점이 있으며 변압기는 DC에서 작동하지 않으며 고주파에서 잘 작동하는 소형 변압기는 작동하지 않습니다. t는 저주파에서 잘 작동하지만 저주파를 피하는 라인 코딩 방식을 통해 쉽게 처리 할 수 있습니다.
P.S. 이더넷을 통해 데이터가 어떻게 전송되는지 잘 모르겠습니다. 모든 차동 쌍 (DA : 핀 1 & 2, DB : 핀 3 & 6, DC : 핀 4 & 5, DD : 핀 8 & 7)은 데이터를 양방향으로 전송할 수있는 버스입니다 (RX를 TX에 연결해야하는 UART와 달리 )? 2 페어 만 사용한다면 DA와 DB 만 연결해야하나요?
이더넷 버전에 따라 다릅니다. 10BASE-T 및 100BASE-TX는 각 방향으로 한 쌍을 사용했습니다. 구형 하드웨어에서는 송신기가 수신기에 연결되었는지 수동으로 확인해야했지만 (필요한 경우 크로스 오버 케이블 사용) 일반적으로 최신 하드웨어에는 자동으로 파악하는 AUTO-MDIX가 있습니다.
1000BASE-T는 네 쌍을 모두 사용합니다. 전송 된 데이터에서 수신 데이터를 분리하기 위해 에코 제거 기술을 사용하여 동시에 양방향으로.
10GBASE-T도 에코 제거 기술을 사용한다고 생각합니다.하지만 그것에 대해서는 확실하지 않습니다.
또한 문제가 있습니까? 8 선을 사용하는 네트워크에 4 선 장치를 연결하는 경우
대부분의 장치는 저속 모드를 지원하지만 전부는 아닙니다. 컨버터는 일반적으로 트위스트 페어 측에서 단일 속도 만 지원합니다. 10GBASE-T를 지원하는 장치는 일반적으로 1000BASE-T도 지원하지만 때로는 100BASE-TX 만 지원하고 afaict는 10BASE-T를 지원하지 않습니다.
코멘트
- xGBASE-T는 1000BASE-T가 도입 한 하이브리드에 의한 동일한 에코 제거를 사용합니다.
답변
이더넷 자기 변압기는 이더넷 표준에 따라 필요합니다. 이 질문은 iv id = “d9dede37d3″에서 “ 이더넷 / RJ45 소켓이 자기 적으로 결합 된 이유는 무엇입니까? “라는 질문을 찾을 수 있습니다. >
Electrical Engineering SE .
UTP 케이블 링 사양에는 4 쌍 케이블이 필요합니다. 10BASE-T 및 100BASE-TX는 전송 및 수신 쌍 중 두 쌍을 사용하는 반면 1000BASE-T는 동시에 전송 및 수신하는 네 쌍을 모두 필요로합니다. 두 쌍에서만 1000BASE-T를 실행하려고하면 100BASE-TX와 협상됩니다.
댓글
- ” 1000BASE-T는 동시에 전송 및 수신하는 4 개 쌍이 모두 필요하지만 ” 4 개 쌍 모두 작동 할 수 있다는 의미입니까? tx와 rx가 특정 쌍에 전용되는 10 / 100base-t와 달리 TX 또는 RX로 언제든지? 제 경우에는 100base-t 장치에서 단 4 개의 전선 (2 쌍) 만 있습니다. 핀 1, 2, 3 & 6에 연결하는 것이 중요합니까? 아니면 다른 쌍에 연결할 수 있습니까? 마지막으로 1000base-tx에 대한 변압기 회로가 100base-tx에서 작동합니까? 온라인에서 사용할 수있는 많은 회로를 찾았는데 그로 인해 혼란 스러웠습니다.
- 1000BASE-T는 4 개의 쌍을 모두 사용하여 동시에 송수신을합니다. 10BASE-T와 100BASE-TX는 모두 핀 1, 2, 3 및 6을 사용하며 1-2에 트위스트 페어를 사용하고 3-6에 다른 트위스트 페어를 연결해야합니다. 꼬인 쌍을 분할하면 제대로 작동하지 않습니다. 위 내용을 ‘ 모르 셨다면 자신 만의 이더넷 인터페이스를 구축 할 수 있을지 의심 스럽습니다. 따라서 ‘ 변압기. 자신 만의 이더넷 인터페이스를 구축하려면 전기 공학 에 질문해야합니다.
답변
트랜스포머는 다른 답변에서 설명한대로 주로 DC 공통 모드 신호를 분리하기 위해 존재하며 실제 데이터 네트워크에 필요한 전기 절연도 제공합니다 ( 예를 들어, 벤치에서 전체 네트워크를 실행하는 것과는 반대로 모두 동일한 확장 스트립에서 전원을 공급받습니다. 변압기 제조업체는 준수하는 IEEE 802.3 하위 표준을 명시합니다. 일반적으로 1GBASE-T 용 트랜스포머는 10MBASE-T 속도까지 작동 할 수 있으며 10GBASE-T 트랜스포머는 비슷한 성능을 유지하는 것처럼 보이지만 10GBASE-T 트랜스포머가 예를 들어 100BASE와 함께 작동 할 것이라는 보장은 없습니다. -T PHY 칩, 일부 주요 매개 변수가 변경 되었기 때문입니다.
하지만 FPGA에서 10M / 100M / 1G / 10G BASE-T 디지털 신호 처리 체인을 설계하는 것은 적어도 이론적으로는 가능합니다. 최신 GPU 또는 ASIC), 800MS / S에서 실행되고 10GBASE-T 마그네틱을 사용하는 A / DD / A 프런트 엔드에 연결하고 10M ~ 10G 속도 (3 배 이상)를 준수하는 솔루션 보유 . 그러나 실제로는 10G 포트가 너무 비싸서 노력이 낭비되기 때문에 ” 광대역 ” 디지털 처리 체인을 설계하는 사람은 없습니다. 느린 것을 연결하는 것은 돈을 낭비하는 것입니다. 일반적으로 10G PHY는 기가비트 속도 일 뿐이며 종종 1G가 아닌 2.5G, 5G 및 10G보다 높습니다. 일부는 10G 전용입니다!
1GBit의 속도로 아날로그 전화 시스템처럼 작동하는 트위스트 페어 이더넷 : 한 쌍이 한 번에 양방향으로 데이터를 전송하는 데 사용됩니다. 아날로그 전화 시스템에는 단일 차동 ” 루프 ” 연결이 있습니다. 하나의 회선이 전송하고 다른 회선이 수신하는 것이 아닙니다. 동시에 두 방향으로 작동하는 폐쇄 회로. 이는 발신자가 루프에서 수신하는 신호로부터 자신의 신호를 억제하는 데 필요한 모든 정보를 가지고 있다는 원칙에 따라 작동합니다.
연결의 각 끝은 송신기와 수신기입니다. 전송 된 신호는 회로에 이미 존재하는 신호에 중첩됩니다. 그런 다음 수신기는이 합산 된 신호를 측정하고 여기에서 전송 된 신호를 뺍니다. 남은 것은 링크의 다른 송신기가 전송 한 것입니다. 이러한 링크는 일반적으로 지점 간이므로 수신 된 신호에서 자신의 전송을 빼면 먼 곳에서 전송 된 다른 신호가 남습니다.
전체 수신 신호에서 전송 된 신호를 빼는 작업은 기가비트 이더넷이든 2 선 전화선이든 상관없이 이루어져야합니다. 전화선에서는 신호가 느립니다. 하이브리드라는 수동 장치 (기본적으로 종단이있는 변압기)가 적절하게 작동 할 수있을만큼 충분합니다.이러한 하이브리드는 아날로그 전화 및 기타 간단한 전화 장비에 있습니다. 변압기 기반 접근 방식은 “정지 지연이있을 때 잘 작동하지 않고 고속 모뎀에 충분하지 않습니다. 따라서 전화선에서 작동하는 모뎀조차도 ” hybrid ” 디지털 도메인에 있습니다. 이들은 여전히 절연을 위해 변압기를 사용하고 하이브리드 방식으로 연결할 수 있지만 그 변압기의 성능 자체는 부적절합니다.
한 번 더 저렴 해지면 하이브리드 트랜스포머 (PC에있는 모든 반도체 칩보다 개별적으로 무게가 더 많이 나가는 철과 구리 덩어리를 만들고 배송하는 것보다 마이크로 그램 무게의 칩을 사용하여 디지털 신호 작업을 수행하는 것이 더 저렴 해졌습니다. 결합), 음성 전화 네트워크에서 하이브리드의 기능은 디지털 신호 처리에 의해 구현되었습니다. 예 : 낮은 ARM M0 마이크로 컨트롤러는 소프트웨어에서 적응 형 전화 하이브리드를 구현할 수있는 충분한 계산 능력을 가지고 있으며 우수한 성능과 그 제조를 제공합니다. 전화 하이브리드 변압기의 제조보다 훨씬 적은 자원을 사용합니다. 단순한 편의를 넘어서는 경량이라는 현대 기술의 이점이 있습니다. 🙂 상대적으로 민감한 나머지 회로로부터 과도 전압으로 전화선을 분리하기 위해 더 가볍고 단순한 변압기가 여전히 존재합니다.
As 데이터 전송률이 증가하므로 전송 및 수신 데이터를 분리하고 케이블 플랜트의 결함에 적응하는 데 필요한 계산 용량도 증가합니다 (예 : 각 커넥터 / 잭 또는 꼬임이 에코를 유발합니다!). 따라서 10GBASE-T PHY 칩을 살펴보면 Pentium III (Katmai)만큼 트랜지스터가 약 1,000 만 개 있습니다. 물론이 트랜지스터 예산의 일부만이 근거리 및 원거리 에코 제거 및 이퀄라이제이션으로 강등되지만 여전히 중요하지 않은 부분은 아닙니다. 예를 들어 Broadcom에서 제공하는 블록 다이어그램에서 추측하면 좋은 1 / 10-1 / 3rd입니다. (나는 그러한 칩 설계를 다루지 않고 더 좁은 추정치를 제공 할 수있는 어떤 경험 법칙도 가지고 있지 않다.) 에코 제거 및 경로 균등화에 사용되는 디지털 필터의 길이는 다음과 같다. 100-1000T (탭) 즉, PHY는 수신 된 신호에서 전송 된 신호를 분리하고 케이블 시스템의 불완전 성을 균등화하기 위해 각 샘플링주기마다 수천 개의 10-12 비트 곱셈 및 추가를 수행해야합니다. 10GBASE-T를 실행하려면 800MSamples / s가 필요합니다. 그래서 우리는 1TMACs / s (즉, 1Tera MAC / s 또는 초당 백만 번의 곱셈-덧셈)의 순서로 이야기하고 있습니다.
최신 GPU를 사용하여이를 에뮬레이션 할 수 있습니다. 원근법 : 2010 년의 초기 인텔 HD 그래픽 플랫폼은 0.03TMAC / s를 수행 할 수 있습니다. 2013 년에 도입 된 인텔 Iris 그래픽은 절반 정밀도로 약 1TMAC / s를 처리 할 수 있으며 이퀄라이제이션 및 에코 제거를 수행하는 데 필요한 용량을 거의 갖출 수 있습니다. 단일 10GBASE-T 트랜시버 용입니다. 이것은 ” 깨끗한 ” 디지털 신호를 얻기위한 것입니다. 여전히 복조, 디 스크램블링, 디코딩 및 오류 정정 (전송시 그 반대)이 필요합니다. 이것은 쉽게 수백 GFLOPs / s에 해당하는 또 다른 방법입니다. 꽤 많은 부분이 부동 소수점이 아니지만 병렬 비트 연산 및 빠른 메모리 조회.
부족 : 신호가있는 한 라인을 따라 두 개 이상의 송신기를 배포 할 수 있습니다. 그렇지 않으면 분리 될 수 있습니다. 위성 위치 확인 시스템은이를 처리합니다. 모든 GPS 위성은 동일한 주파수로 전송되지만 신호는 각각 다르게 코딩되므로 한 위성의 데이터를 디코딩하는 코드를 사용하면 다른 모든 위성의 신호가 잡음으로 바뀝니다. 유용한 데이터와 분리 될 수 있습니다. 이를 코드 분할 다중화라고합니다. 그러나 GPS는 단방향 전용이기 때문에 이것은 참으로 제쳐 두었습니다. 송신기는 위성이고 ” GPS 장치 ” 전화기는 수신기 전용입니다. GPS 주파수로 전송을 시도하면 합법적 인 뜨거운 물에 빠지게되며, 요즘에는 꽤 빨리 그 상태에 도달하게됩니다 (이것이 완전히 무의미하다는 사실을 염두에 두지 마십시오. 위성이 사용자의 말을 듣지 않습니다!).
그러나 원칙적으로 코드 분할 다중화를 사용하여 예를 들어 단일 ” ether “에 여러 개의 10GBit / s 동등한 PHY를 드롭합니다.-예 : 발룬을 사용하여 이러한 PHY를 좋은 오래된 Thinnet 75 Ohm 동축에 연결하십시오. 그런 다음 각 PHY가 10MBit / s로 전송하도록 제한된다고 가정 해 보겠습니다. 서로 다른 코드 매개 변수를 사용하여 한 번에 모두 전송하는 수십 개의 PHY를 가질 수 있으며 각 PHY는 즉시 다른 모든 것을 듣고 생성 할 수 있습니다. 10MBit / s는 다른 것으로부터 스트림을 수신했습니다. 실제로 사용자 지정 10GBASE-T PHY의 리소스를 사용하면 이러한 전송 중 많은 것을 한 번에 디코딩 할 수 있습니다.따라서 최신 기술을 사용하면 ” 오래된 ” 75Ohm 동축 10MBit 이더넷을 TDMA에서 CodeDMA (CDMA가 아닙니다!)로 전환 할 수 있습니다. !) 그리고 이러한 세그먼트에 일반적으로 존재하는 노드 수를 가진 충돌없는 네트워크 세그먼트를 허용합니다 (몇몇에서 수십 개까지). 단 하나의 동축에서 전체 10GBit / s 대역폭을 얻을 수는 없지만 1,000 대의 Cray-1 컴퓨터의 계산 리소스를 사용하는 각 네트워크 카드에서 1-3GBit / s가 가능할 것이라고 생각합니다. 이제 여러분 모두 80 년대에 “코드 분할 멀티 플렉스 이더넷이 없었던 이유를 알 수 있습니다. 이것은 매우 초보적입니다.”Cray-1은 약 100 개 단위의 생산을 실행했습니다. 약 2000 개를 만들었 으면 각 1000 개를 사용하여 CodeDMA 10BASE-T 노드를 모아 모든 것을 보여줄 수 있습니다. 또한-그 당시에는 필요한 ADC와 DAC가 대부분 허구 였기 때문에 구현은 중간 주파수 변환이있는 느린 변환기를 사용하여 수행되어야하며 디지털 처리는 서브 대역을 광대역베이스 밴드 시계열로 다시 변환해야했습니다. 포맷 한 다음 전송 측에서 제거합니다. 그러나 물론 제한 요인은 슈퍼 컴퓨터의 가용성이 낮다는 것입니다. 예, 광학 FFT는 이러한 FIR 세그먼트 중 일부를 구현하는 데 활용 될 수 있습니다. 하지만 80 년대에는 상당히 비밀 스러웠습니다. 🙂
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