Устройства физического уровня промышленного Ethernet
Наша передовая технология физического уровня, характеризующаяся низкой задержкой и низким энергопотреблением, позволяет максимально увеличить скорость передачи данных и целостность сигнала в детерминированных системах за счет сокращения времени цикла и уменьшения энергопотребления системы. Она обеспечивает высокоточную синхронизацию сигналов в промышленных сетях и позволяет разрабатывать чувствительные ко времени сети (TSN).
В этот ассортимент малопотребляющих продуктов 10BASE-T1L входят микросхемы физического уровня (PHY) и микросхемы физического уровня с подуровнем MAC (MAC PHY), которые позволяют оптимизировать бюджет мощности системы и дают возможность выбора при проектировании. Уникальная технология MAC PHY позволяет использовать имеющиеся процессоры с низким энергопотреблением, которые не поддерживают работу с традиционными интерфейсами Ethernet, при этом взаимодействие с ними можно организовать посредством SPI.
Продукты PHY семейства ADI Chronous, прошедшие различные испытания на устойчивость к электромагнитным помехам и проверку надежности работы, идеально подходят для применения в системах, в которых требуется организация предсказуемой и безопасной связи. Устройства физического уровня промышленного Ethernet, предназначенные для работы в расширенных промышленных диапазонах температур, обеспечивают высочайший уровень надежности для существующих и перспективных систем промышленного Ethernet.
Что такое 10-BASE-T1L?
В стандарте IEEE 802.3cg™-2019 приведены нормативные положения 10BASE-T1L. Это стандарт среды передачи данных по однопарному Ethernet, обеспечивающий передачу данных со скоростью 10 мегабит в секунду, а также передачу напряжения питания и данных по одной витой паре на расстоянии до 1 км.
Приемопередатчики физического уровня 10BASE-T1L, входящие в ассортимент ADI Chronous™, позволяют подключать периферийные узлы к сетям Ethernet с прямой IP-адресацией. Наша технология позволяет передавать новую информацию о переменных процесса или параметрах здания в системы управления. Благодаря этому появится возможность оптимизировать использование технологических объектов в рамках управления процессами и повысить эффективность управления зданиями.
Преимущества на уровне приложения
Возможность использования более дешевой одинарной витой пары
Такие кабели легче, дешевле и меньше по размеру, чем стандартные кабели CATx, и их также проще прокладывать. Технология 10BASE-T1L позволит использовать существующую кабельную инфраструктуру с одной витой парой.
Дальность передачи данных до 1 км
Полевые датчики зачастую устанавливаются в удаленных местах, а дальность передачи данных существующих технологий физического уровня Ethernet, как правило, ограничена 100 метрами. Благодаря увеличению расстояния передачи появляется возможность подключать удаленные устройства.
Передача новой информации на скоростях до 10 Мб/с
Такая увеличенная пропускная способность по сравнению с пропускной способностью таких интерфейсов, как токовая петля 4-20 мА или полевая шина, обеспечивает возможность надежной передачи новой информации с удаленных узлов.
Передача напряжения питания и данных по двум проводам
Для работы полевых датчиков требуется питание, а возможность подачи питания по информационному кабелю играет важную роль в принятии решений по поводу установки датчиков в удаленных местоположениях. Данный стандарт позволяет передавать энергию мощностью до 500 мВт в искробезопасных системах и мощностью до 60 Вт в системах, в которых не предъявляются требования к искробезопасности. Такая организация питания зависит от используемого кабеля.
Применение в искробезопасных системах
Этот стандарт позволяет прокладывать сети Ethernet на опасных участках благодаря его возможности использования в искробезопасных системах, применяемых в зоне 0 и зоне 1.
Новые данные и новая полезная информация благодаря 10BASE-T1L
Устройства физического уровня стандарта 10BASE-T1L однопарного Ethernet с увеличенной дальностью передачи кардинально меняют правила игры на пути к реализации концепции Индустрии 4.0, предполагающей всеобъемлющее подключение. Благодаря расширению возможности подключения к сети Ethernet периферийных узлов, расположенных в удаленных местах, эта технология позволяет передавать новые потоки данных, дополнительные переменные технологического процесса и параметры, полученные в результате измерений.
Что из себя представляет устройство физического уровня (PHY) промышленного Ethernet?
PHY промышленного Ethernet представляет собой приемопередающее устройство физического уровня для отправки и получения кадров сети Ethernet на основе сетевой модели OSI. В модели OSI технология Ethernet охватывает уровень 1 (физический уровень) и часть уровня 2 (уровень канала передачи данных) и определяется стандартом IEEE 802.3. Физический уровень определяет типы электрических сигналов, скорости передачи сигналов, типы коммуникационных носителей и разъемов, а также топологии сети. Он описывает часть физического уровня Ethernet стандартов 1000BASE-T (1000 Мбит/с), 100BASE-TX (100 Мбит/с при передачи по медному кабелю) и 10BASE-T (10 Мбит/с).
Уровень канала передачи данных определяет, как происходит обмен данными с помощью коммуникационного носителя, а также структуру кадра передаваемых и принимаемых сообщений. Это просто означает способ, как биты передаются по проводу и упорядочиваются в битовую структуру с целью извлечения данных из битового потока. В случае с Ethernet это называется управлением доступом к среде или сокращенно MAC.
Основные параметры при выборе PHY-устройства промышленного Ethernet
Для устройств физического уровня промышленного Ethernet, применяемых в системах автоматизации, существует несколько важных параметров, необходимых для обеспечения высокой надежности передачи данных и отказоустойчивости сети.
Основные критерии при выборе микросхем PHY промышленного Ethernet
Рабочие характеристики
Длительность сетевого цикла – это время связи, которое требуется контроллеру для обновления памяти данных всех устройств. PHY-устройство, имеющее низкую задержку, сокращает длительность сетевого цикла, повышает скорость обновления сети и позволяет подключать к сети большее количество устройств.
Надежность
Эти устройства могут успешно работать при влиянии внешних источников излучаемого и кондуктивного шума в жестких условиях эксплуатации. Выберите продукты, которые были протестированы и соответствуют стандартам устойчивости к электромагнитному излучению и стандартам электромагнитной совместимости, таким как CISPR 32 и серии стандартов МЭК, начиная с МЭК 61000-4-2 и заканчивая МЭК 6100-4-6. Такая гарантия надежности позволяет не прибегать к повторному проектированию для получения сертификации на более поздних этапах разработки.
Низкое энергопотребление
Устройства для промышленного применения, как правило, защищены от пыли и влаги в соответствии со степенью защиты IP65/IP66, и, следовательно, имеют ограниченный доступ к потокам воздуха и ограниченные возможности рассеяния мощности. Помимо этого, такие устройства часто подвергаются воздействию высокой температуры окружающей среды в промышленных условиях. Поскольку при линейной и кольцевой топологии требуются два порта и два PHY-устройства, рассеиваемая мощность удваивается при отправке и получении данных.
Избранные технические статьи
Надежные решения физического уровня Ethernet для чувствительных ко времени сетей, используемых в жестких промышленных условиях
Обеспечение всеобъемлющей Ethernet-связи в полевых условиях благодаря 10BASE-T1L
Основные особенности продукции
Ethernet на периферии благодаря 10BASE-T1L
Гигабитные приемопередатчики физического уровня промышленного Ethernet с самой низкой задержкой
Узнайте больше о Ethernet-приемопередатчиках ADIN1300 и ADIN1200, специально разработанных для применения в сетях промышленного Ethernet. Эти приемопередатчики, характеризующиеся наименьшим энергопотреблением и минимальной задержкой на гигабитных скоростях, обеспечивают надежность, необходимую для качественной работы в жестких промышленных условиях.