Dlaczego gniazda Ethernet / RJ45 są magnetycznie połączone?
100
Jak sam tytuł mówi, dlaczego gniazda Ethernet muszą być sprzężone mag? Mam podstawową wiedzę na temat elektroniki, ale przede wszystkim nie jestem w stanie znaleźć odpowiednich wyszukiwanych haseł, aby poprawnie google google.
Niech zgadnę: jest to związane z niedawną czkawką Raspberry Pi Manufacturing, w której niemagnetyczne gniazda RJ45 zastąpiono gniazdami mag? Dobre pytanie, a odpowiedzi w komentarzach do tego bloga są wszędzie.
Kevin Vermeer,
Bardziej przypominało mi to, że nie miałem pojęcia, po co to było, niż właściwie zacząłem pytanie, pojawiło się również w naszym biurze, gdy próbowaliśmy połączyć dwa kable Ethernet, ale w duchu tego, że gniazda mag nie działa. Dzięki za wskaźnik.
slugonamission
7
Dobra, więc głównie w celu zmniejszenia hałasu i zatrzymać coś jak to przed zabiciem płytę docelową, haczyka.
slugonamission
Odpowiedzi:
143
Prawidłowa odpowiedź jest taka, ponieważ wymaga tego specyfikacja Ethernet .
Chociaż nie pytałeś, inni mogą się zastanawiać, dlaczego wybrano tę metodę połączenia dla tego typu sieci Ethernet. Należy pamiętać, że dotyczy to tylko odmian Ethernet typu punkt-punkt, takich jak 10base-T i 100base-T, a nie oryginalnej sieci Ethernet lub ThinLan Ethernet.
Problem polega na tym, że sieć Ethernet może obsługiwać dość długie przebiegi, dzięki czemu urządzenia na różnych końcach mogą być zasilane z odległych gałęzi sieci dystrybucji energii w budynku lub nawet różnych budynkach. Oznacza to, że może istnieć znaczące przesunięcie uziemienia między węzłami Ethernet. Jest to problem związany z naziemnymi schematami komunikacji, takimi jak RS-232.
Istnieje kilka sposobów radzenia sobie z przesunięciami uziemienia w liniach komunikacyjnych, przy czym dwa najczęstsze to optoizolacja i sprzęganie transformatora. Sprzężenie transformatora było właściwym wyborem dla Ethernetu, biorąc pod uwagę kompromisy między metodami i tym, co próbował osiągnąć Ethernet. Nawet najwcześniejsza wersja Ethernetu, w której zastosowano sprzęgło transformatorowe, działa z prędkością 10 Mbit / s. Oznacza to przynajmniej, że cały kanał musi obsługiwać sygnały cyfrowe 10 MHz, chociaż w praktyce przy stosowanym schemacie kodowania faktycznie potrzebuje dwa razy więcej. Nawet fala prostokątna 10 MHz ma poziomy trwające tylko 50 ns. Jest to bardzo szybkie w przypadku opto-sprzęgaczy. Istnieją środki transmisji światła, które idą znacznie szybciej niż to, ale nie są tanie ani proste na każdym końcu, jak w przypadku ethernetowych transformatorów impulsowych.
Jedną wadą sprzężenia transformatora jest utrata prądu stałego. W rzeczywistości nie jest to takie trudne. Upewnij się, że wszystkie informacje są przenoszone przez modulację wystarczająco szybko, aby przejść przez transformatory. Jeśli spojrzysz na sygnalizację ethernetową, zobaczysz, jak to uwzględniono.
Transformatory mają również zalety, takie jak bardzo dobre odrzucanie trybu wspólnego. Transformator „widzi” tylko napięcie na swoich uzwojeniach, a nie wspólne napięcie, do którego oba końce uzwojenia są doprowadzane jednocześnie. Dostajesz różnicowy front bez celowego obwodu, tylko podstawową fizykę.
Po podjęciu decyzji o sprzężeniu transformatora łatwo było określić wysokie napięcie izolacji bez powodowania dużego obciążenia. Wykonanie transformatora, który izoluje pierwotny i wtórny o kilka 100 V, dzieje się prawie, chyba że spróbujesz tego nie robić. Poprawienie do 1000 V nie jest ani trudniejsze, ani droższe. Biorąc pod uwagę, że sieć Ethernet może być używana do komunikacji między dwoma węzłami aktywnie napędzanymi do znacznie różnych napięć, nie tylko do radzenia sobie z kilkoma woltami przesunięcia uziemienia. Na przykład, jest całkowicie w porządku i zgodnie ze standardem, aby jeden węzeł jechał w fazie linii energetycznej, a drugi do neutralnego.
dobrze powiedziane, szczególnie. dotyczy różnic naziemnych.
JustJeff,
1
Dzięki, to bardzo pomocne, a tak, moje pytanie brzmiało bardziej „dlaczego jest to w specyfikacji” niż prosta odpowiedź.
slugonamission
1
@ użytkownik: Co dokładnie rozumiesz przez izolację galwaniczną? Wszystkie te metody dotyczą izolacji napięcia, co implikuje „galwaniczny”. Istnieją inne sposoby izolacji napięcia dwóch obwodów, ale zdecydowanie najbardziej powszechne, jakie widziałem, to metody opto i transformatorowe. Czy uważasz, że istnieje metoda bardziej powszechna niż którakolwiek z tych dwóch metod?
Olin Lathrop,
5
„Należy pamiętać, że dotyczy to tylko odmian Ethernet typu punkt-punkt, takich jak 10base-T i 100base-T, a nie oryginalnej sieci Ethernet lub ThinLan”. - W rzeczywistości dotyczy to zarówno 10Base5, jak i 10base2 (żółty kabel i tańsza sieć). W takich przypadkach izolacja znajduje się po stronie AUI, a nadajnik-odbiornik jest bezpośrednio podłączony do kabla. Wymagają izolowanego przetwornika DC / DC, a także transformatora danych. Mają izolację 1500 V. kevin
Kevin White
5
Kolejną dużą zaletą transformatorów nad optoizolatorami jest to, że można je łatwo izolować na obu końcach. Izolacja na obu końcach za pomocą optosu jest znacznie bardziej złożona ze względu na zapotrzebowanie na moc.
Peter Green
39
Izolacja. Więc jeśli kabel jest zwarty do wysokiego napięcia, twoja płyta nie wybuchnie.
Jest to konieczne, ponieważ drugi koniec może mieć inne podłoże. Jest to szczególny przypadek izolacji, ale jest również wymagany podczas normalnej pracy.
Izolacja to bardzo dobry pomysł na systemy komunikacyjne, które łączą wiele różnych urządzeń na dużym obszarze. Nie chcesz, aby prąd / napięcie zwarcia w okablowaniu sieciowym lub urządzeniach rozprzestrzeniało się na okablowanie komunikacyjne.
Istnieją w zasadzie dwie opcje izolacji, opto i transformatora. Izolacja transformatora ma kilka głównych zalet. Po pierwsze, moc sygnału przechodzi przez transformator, co oznacza, że nie trzeba podłączać zasilania do „izolowanej” strony bariery. Po drugie, transformatory są bardzo dobre w generowaniu i odbieraniu sygnałów różnicowych, zapewniając jednocześnie wysoki poziom odrzucania w trybie wspólnym, co czyni je dobrym połączeniem z okablowaniem skrętki. Po trzecie, łatwo jest zaprojektować transformatory o wysokiej częstotliwości (czyli wysokiej prędkości) niż transoptory.
Sprzężenie transformatora ma pewne wady, transformatory nie działają na prąd stały, a małe transformatory, które działają dobrze na wysokich częstotliwościach, nie działają tak dobrze na niskich częstotliwościach, ale można to łatwo rozwiązać za pomocą schematów kodowania linii, które unikają niskich częstotliwości.
Również 100-omowe UPT i 150-omowe STP są wymienione w standardzie jako medium - patrz IEEE 802.3, podpunkt 24.1.2, punkt d).
Dlatego wyraźnie można powiedzieć, że transformator sygnałowy dopasowuje impedancję po stronie PHY (typ różnicowy 100 Ohm) do impedancji po stronie linii (może być różny) .
Odpowiedzi:
Prawidłowa odpowiedź jest taka, ponieważ wymaga tego specyfikacja Ethernet .
Chociaż nie pytałeś, inni mogą się zastanawiać, dlaczego wybrano tę metodę połączenia dla tego typu sieci Ethernet. Należy pamiętać, że dotyczy to tylko odmian Ethernet typu punkt-punkt, takich jak 10base-T i 100base-T, a nie oryginalnej sieci Ethernet lub ThinLan Ethernet.
Problem polega na tym, że sieć Ethernet może obsługiwać dość długie przebiegi, dzięki czemu urządzenia na różnych końcach mogą być zasilane z odległych gałęzi sieci dystrybucji energii w budynku lub nawet różnych budynkach. Oznacza to, że może istnieć znaczące przesunięcie uziemienia między węzłami Ethernet. Jest to problem związany z naziemnymi schematami komunikacji, takimi jak RS-232.
Istnieje kilka sposobów radzenia sobie z przesunięciami uziemienia w liniach komunikacyjnych, przy czym dwa najczęstsze to optoizolacja i sprzęganie transformatora. Sprzężenie transformatora było właściwym wyborem dla Ethernetu, biorąc pod uwagę kompromisy między metodami i tym, co próbował osiągnąć Ethernet. Nawet najwcześniejsza wersja Ethernetu, w której zastosowano sprzęgło transformatorowe, działa z prędkością 10 Mbit / s. Oznacza to przynajmniej, że cały kanał musi obsługiwać sygnały cyfrowe 10 MHz, chociaż w praktyce przy stosowanym schemacie kodowania faktycznie potrzebuje dwa razy więcej. Nawet fala prostokątna 10 MHz ma poziomy trwające tylko 50 ns. Jest to bardzo szybkie w przypadku opto-sprzęgaczy. Istnieją środki transmisji światła, które idą znacznie szybciej niż to, ale nie są tanie ani proste na każdym końcu, jak w przypadku ethernetowych transformatorów impulsowych.
Jedną wadą sprzężenia transformatora jest utrata prądu stałego. W rzeczywistości nie jest to takie trudne. Upewnij się, że wszystkie informacje są przenoszone przez modulację wystarczająco szybko, aby przejść przez transformatory. Jeśli spojrzysz na sygnalizację ethernetową, zobaczysz, jak to uwzględniono.
Transformatory mają również zalety, takie jak bardzo dobre odrzucanie trybu wspólnego. Transformator „widzi” tylko napięcie na swoich uzwojeniach, a nie wspólne napięcie, do którego oba końce uzwojenia są doprowadzane jednocześnie. Dostajesz różnicowy front bez celowego obwodu, tylko podstawową fizykę.
Po podjęciu decyzji o sprzężeniu transformatora łatwo było określić wysokie napięcie izolacji bez powodowania dużego obciążenia. Wykonanie transformatora, który izoluje pierwotny i wtórny o kilka 100 V, dzieje się prawie, chyba że spróbujesz tego nie robić. Poprawienie do 1000 V nie jest ani trudniejsze, ani droższe. Biorąc pod uwagę, że sieć Ethernet może być używana do komunikacji między dwoma węzłami aktywnie napędzanymi do znacznie różnych napięć, nie tylko do radzenia sobie z kilkoma woltami przesunięcia uziemienia. Na przykład, jest całkowicie w porządku i zgodnie ze standardem, aby jeden węzeł jechał w fazie linii energetycznej, a drugi do neutralnego.
źródło
źródło
Izolacja to bardzo dobry pomysł na systemy komunikacyjne, które łączą wiele różnych urządzeń na dużym obszarze. Nie chcesz, aby prąd / napięcie zwarcia w okablowaniu sieciowym lub urządzeniach rozprzestrzeniało się na okablowanie komunikacyjne.
Istnieją w zasadzie dwie opcje izolacji, opto i transformatora. Izolacja transformatora ma kilka głównych zalet. Po pierwsze, moc sygnału przechodzi przez transformator, co oznacza, że nie trzeba podłączać zasilania do „izolowanej” strony bariery. Po drugie, transformatory są bardzo dobre w generowaniu i odbieraniu sygnałów różnicowych, zapewniając jednocześnie wysoki poziom odrzucania w trybie wspólnym, co czyni je dobrym połączeniem z okablowaniem skrętki. Po trzecie, łatwo jest zaprojektować transformatory o wysokiej częstotliwości (czyli wysokiej prędkości) niż transoptory.
Sprzężenie transformatora ma pewne wady, transformatory nie działają na prąd stały, a małe transformatory, które działają dobrze na wysokich częstotliwościach, nie działają tak dobrze na niskich częstotliwościach, ale można to łatwo rozwiązać za pomocą schematów kodowania linii, które unikają niskich częstotliwości.
źródło
Kolejną ważną, często zapomnianą, płynną funkcją jest dopasowanie impedancji:
Transformator sygnałowy dopasowuje impedancję boczną PHY (typ 100 Ohm diff) do impedancji bocznej linii (typ 150 Ohm diff).
NIEKTÓRE WYJAŚNIENIE po komentarzu Kevina:
od tutaj :
Również 100-omowe UPT i 150-omowe STP są wymienione w standardzie jako medium - patrz IEEE 802.3, podpunkt 24.1.2, punkt d).
Dlatego wyraźnie można powiedzieć, że transformator sygnałowy dopasowuje impedancję po stronie PHY (typ różnicowy 100 Ohm) do impedancji po stronie linii (może być różny) .
źródło