Однопарный Ethernet в устройствах Интернета вещей IoT
#1
    Ethеrnet - самый популярный стандарт проводной сети в устройствах промышленного Интернета вещей (IIoT), обеспечивающий выдающуюся производительность и надежность. Вместе с технологией Powеr ovеr Ethеrnet (PoE) он сокращает количество необходимых проводов, обеспечивая питание датчиков IIoT по одному и тому же кабелю в дополнение к передаче данных. Ethеrnet также стал стандартом для легковых автомобилей, во многих случаях заменив последовательный протокол сети контроллеров (CAN). Его использование дает множество преимуществ в системах автономного вождения и передовых системах помощи водителю (ADAS) благодаря его надежности и высокой скорости передачи данных.

Тем не менее, в сложных сетях пучки кабелей связи становятся толстыми, тяжелыми и громоздкими для прокладки и требуют дополнительного механического армирования. Это особенно проблематично в автомобилях, где дополнительный вес и пространство уменьшают полезную емкость и увеличивают расход топлива. В промышленных транспортах, таких как грузовые автомобили, пассажирские и грузовые поезда и самолеты, дополнительные размеры и вес кабелей могут быть достаточно большими, чтобы их можно было учесть при проектировании системы, включая затраты на установку и настройку.

Многие из этих проблем решаются новым стандартом Ethеrnet с использованием одной пары проводов. Single Pair Ethеrnet (SPE) - это согласованные разъемы и кабели, которые реализуют связь, а также обеспечивают питание по линиям передачи данных (PoDL, Powеr ovеr Data Line).

Ethеrnet - самый популярный стандарт связи для проводных сетей LAN. Наиболее часто используются версии 10 / 100 Base-T, использующие две витые пары кабелей передачи данных, и Gigabit Ethеrnet, в котором используются четыре витые пары. Поскольку системы промышленной автоматизации требуют всё более высоких скоростей передачи, Gigabit Ethеrnet с питанием от PoE приобрел популярность и используется для соединения компьютеров с датчиками. Обычно для многожильных жил используется медный провод 24 AWG (0,2 мм²). Эти восемь проводов, скрученных в 4 пары, обычно покрыты вспененной лентой, экранирующей фольгой и заключены в оболочку кабеля CAT5e.

Кроме того, обычные кабели Ethеrnet имеют ограничение по длине 100 м. Следовательно, на крупных промышленных объектах и в системах автоматизации зданий иногда необходимо использовать повторители для расширения зоны покрытия сети и обеспечения доступа к удаленным датчикам. Это еще больше усложняет дело и добавляет задачи в план обслуживания и ремонта. С учетом дополнительного времени и дополнительных затрат на прокладку этих толстых и тяжелых кабелей становится ясно, что необходима альтернатива.

SPE обеспечивает двунаправленную передачу данных и передачу энергии по одной витой паре. Он поддерживает кабели длиной до 1000 м без использования усилителей. Это значительно снижает вес кабеля и упрощает установку кабеля, упрощая установку и обеспечивая более низкие затраты на установку и обслуживание по сравнению с обычным решением Ethеrnet. SPE позволяет использовать легкие неэкранированные кабели. Это преимущество в автомобильной промышленности, которое позволяет использовать легкие кабели, которые легче прокладывать в ограниченном пространстве, например, под сиденьями и дверными порогами. Ожидается, что со многими экономическими преимуществами и возможностью реализации высокоскоростного обмена данными с подачей электроэнергии, SPE станет популярным, если не доминирующим,

Технические характеристики SPE

Спецификация IEEE для SPE со скоростью 10 Мбит / с - 802.3cg. Он поддерживает полнодуплексную передачу данных на расстояние до 1000 м. В свою очередь, IEEE 802.3bw поддерживает полнодуплексную передачу данных со скоростью до 100 Мбит / с для кабелей длиной до 50 м. Эта версия предназначена для поддержки видеодатчиков в промышленных и некоторых авто. Версия IEEE 802.3bp поддерживает полнодуплексные скорости передачи данных до 1 Гбит / с для кабелей длиной до 15 м. При такой длине она применима к некоторым передовым промышленным датчикам, но особенно подходит для передачи видео высокой четкости, в самолетах и автомобилях.

Еще более мощный IEEE 802.3ch поддерживает скорость до 10 Гбит / с при длине кабеля до 15 м. Он аналогичен 802.3bp, но включает определение физического уровня (PHY). Он предназначен для коммерческих, автомобильных и промышленных приложений, где высокая скорость передачи данных, меньший диаметр кабеля и особенно небольшой вес являются важными критериями проектирования системы.

SPE с опцией источника питания PoDL обеспечивает максимальную мощность в зависимости от длины и толщины кабеля. При максимальной длине 1000 м при использовании провода 14 AWG (2 мм²) спецификация IEEE обеспечивает напряжение 60 В и 13,53 Вт на оконечном устройстве.

Файлы вложений Эскизы
   



Регистрируйтесь на форуме и получите 100 токенов TEHNO