Меню

Цифровой поток передачи данных E1

Цифровой поток передачи данных E1 соответствует первичному уровню европейского стандарта (Ex) цифровой иерархии PHD*.

* Plesiochronous Digital Hierarchy, или PHD, переводится как плезиохронная цифровая иерархия и является цифровым методом передачи данных и голоса, основанным на:

• временном разделении канала (временное мультиплексирование, TDM);
• технологии представления сигнала с помощью импульсно-кодовой модуляции.

Формат кадров и цикл потока E1

Передаваемые по линии E1 данные организованы в кадры. Каждый из них содержит 256 бит, которые разделены на 32 временных интервала (или тайм-слота). Эти тайм-слоты, в свою очередь, имеют каждый по 8 бит и содержат передаваемые данные.

Названные 32 канальных интервала нумеруются от 0 до 31. Посредством тридцати из них (1–15, 17–31) производится передача трафика (к примеру, голоса), а оставшихся двух – нулевого (0) и шестнадцатого (16) – передается служебная информация (передача синхронизаций и сигнальных сообщений вызовов).

Скорость передачи – 8000 кадров/с. А это значит, что для каждого тайм-слота (канала) обеспечивается полоса 64 Кбит/с.

Отметим, что из названных выше каналов (нулевого и шестнадцатого) для служебной информации тайм-слот 0 зарезервирован, а вот 16-й только рекомендован, не обязателен. А потому передача голоса, данных может осуществляться посредством слотов 1–31.

Задачи тайм-слота 0

Двумя основными задачами, для которых используется тайм-слот 0, являются:

• передача вспомогательной информации;
• мультикадры.

Передача вспомогательной информации

В каждом нечетном кадре этот тайм-слот 0 содержит вспомогательную информацию, которая включает:

• бит 1, служит в основном для обнаружения ошибок с помощью функции CRC-4 (циклический избыточный код, CRC);
• бит 2, всегда имеет значение 1 и данный факт используют алгоритмы выравнивания кадров;
• бит 3, применяется для индикации удаленной тревоги: сообщает оборудованию, находящемуся на другом конце канала о потере выравнивания кадров либо отсутствии входного сигнала;
• все остальные биты, которые обозначаются Sa4 – Sa8, предназначены для использования в отдельных странах. Доступность этих битов для пользователей регулируется соглашением о значении битов. Общая полоса, которая выделяется для битов Sa4 – Sa8, составляет 4 Кбит/с.

Мультикадры

Мультикадры – это более крупные структуры, которые организуются без расширения полосы кадров для увеличения объема полезной информации.

Два типа мультикадров, используемых в общем случае:

256N, содержит 2 кадра (четный и нечетный). Такие мультикадры в основном используются там, где для пользователей доступен тайм-слот 16.

256S, содержит 16 кадров. Такие мультикадры в основном используются там, где тайм-слот 16 служит для сквозной передачи сигналов с использованием внутриканальной сигнализации (CAS).

Количество доступных тайм-слотов – максимум 30 (значение максимальной скорости – 1920 Кбит/с).

Характеристики интерфейса E1

Электрические характеристики стыков цифровых интерфейсов передачи данных или голоса через каналы E1 описываются стандартом G.703.

Общая пропускная способность (номинальная битовая скорость) E1 составляет 2048 Кбит/с (или 2,048 Мбит/с). Схема кодирования двуполярная высокоплотная (HDB3).

Также интерфейс E1 характеризуется отдельными линиями приема и передачи:

• на прием и передачу по одному коаксиальному кабелю (сопротивление составляет 75 Ом);
• на прием и передачу по одной симметричной витой паре (сопротивление составляет 100 … 120 Ом).

Нашли ошибку?

Первое поколение мобильной связи (1G)

Официальным днем рождения сотовой связи считается 3 апреля 1973 года, когда глава подразделения мобильной связи компании Motorola Мартин Купер позвонил начальнику исследовательского отдела AT&T Bell Labs Джоэлю Энгелю, находясь на оживленной Нью-йоркской улице. Именно эти две компании стояли у истоков мобильной телефонии. Коммерческую реализацию данная технология получила 11 лет спустя, в 1984 году, в виде мобильных сетей первого поколения (1G), которые были основаны на аналоговом способе передачи информации.

Основными стандартами аналоговой мобильной связи стали AMPS (Advanced Mobile Phone Service – усовершенствованная подвижная телефонная служба) (США, Канада, Центральная и Южная Америка, Австралия), TACS (Total Access Communications System — тотальная система доступа к связи) (Англия, Италия, Испания, Австрия, Ирландия, Япония) и NMT (Nordic Mobile Telephone – северный мобильный телефон) (страны Скандинавии и ряд других стран). Были и другие стандарты аналоговой мобильной связи – С-450 в Германии и Португалии, RTMS (Radio Telephone Mobile System – радиотелефонная мобильная система) в Италии, Radiocom 2000 во Франции. В целом мобильная связь первого поколения представляла собой лоскутное одеяло несовместимых между собой стандартов.

 Табл. 1 Характеристики аналоговых стандартов сотовой связи

Характеристика	AMPS	TACS	NMT-450	NMT-900	Radiocom 2000	NTT
Диапазон частот, МГц	825-845 870-890	935-950 (917-933) 890-905 (872-888)	453-457,5 463-467,5	935-960 890-915	424.8-427.9 418.8-421.9	925-940 870-885
Радиус соты,км	2-20	2-20	2-45	0,5-20	5-20	5-10
Мощность передатчика БС, Вт	45	50	—	—	—	25
Ширина полосы частот канала, кГц	30 (12,5)	25	25	25/12,5	12,5	25
Время переключения на границе соты, мс	250	290	1250	270	—	800
Минимальное отношение сигнал\шум, дБ	10 (6,5)	10	15	15	—	15

Во времена 1G никто не думал об услугах передачи данных – это были аналоговые системы, задуманные и разработанные исключительно для осуществления голосовых вызовов и некоторых других скромных возможностей. Модемы существовали, однако из-за того, что беспроводная связь более подвержена шумам и искажениям, чем обычная проводная, скорость передачи данных была невероятно низкой. К тому же, стоимость минуты разговора в 80-х была такой высокой, что мобильный телефон мог считаться роскошью.

Во всех аналоговых стандартах применяется частотная (ЧМ) или фазовая (ФМ) модуляция для передачи речи и частотная манипуляция для передачи информации управления. Этот способ имеет ряд существенных недостатков: возможность прослушивания разговоров другими абонентами, отсутствие эффективных методов борьбы с замираниями сигналов под влиянием окружающего ландшафта и зданий или вследствие передвижения абонентов. Для передачи информации различных каналов используются различные участки спектра частот — применяется метод множественного доступа с частотным разделением каналов (Frequency Division Multiple Access — FDMA). С этим непосредственно связан основной недостаток аналоговых систем — относительно низкая емкость, являющаяся следствием недостаточно рационального использования выделенной полосы частот при частотном разделении каналов.

В каждой стране была разработана собственная система, несовместимая с остальными с точки зрения оборудования и функционирования. Это привело к тому, что возникла необходимость в создании общей европейской системы подвижной связи с высокой пропускной способностью и зоной покрытия всей европейской территории. Последнее означало, что одни и те же мобильные телефоны могли использоваться во всех Европейских странах, и что входящие вызовы должны были автоматически направляться в мобильный телефон независимо от местонахождения пользователя (автоматический роуминг). Кроме того, ожидалось, что единый Европейский рынок с общими стандартами приведет к удешевлению пользовательского оборудования и сетевых элементов независимо от производителя.

Технология Ethernet

Ethernet — это семейство технологий, которые используются для сетей с пакетной
передачей данных (коммутацией пакетов).

Название Ethernet переводится буквально как «эфирная сеть». Технология Ethernet используется для
проводных локальных сетей с разделяемой средой.

Разделяемая среда — это общая для всех устройств сети линия связи. Пример —
общая шина.
Принцип этой технологии прост и схож с радиовещанием: данные, которые поступают в сеть,
одновременно принимаются всеми остальными участниками сети.

Однако, в настоящее время (как мы уже знаем) для передачи пакета данных конкретному пользователю
используются коммутаторы. Это повышает работу сети.

В общем, технология Ethernet описывает технологии для физического и канального уровня
модели OSI.

Попробуйте объяснить, каким образом коммутаторы повышают скорость сети.

Можете ли вы все еще получить линию T1 дома?

Вопреки распространенному мнению, линия T1 доступна практически в любом месте, если у вас есть обычная телефонная связь. Нет никаких особых ограничений на доступность Residential T1, кроме что.

Насколько быстры T1 и t3?

Линия T1 подключается к маршрутизатору вашей сети и имеет 24 канала. Каждый канал поддерживает максимальную скорость 64 Кбит/с. Это означает, что вы можете ожидать, что T1 будет передавать данные на скорости 1.5 Мбит/с (загружать и скачивать). Линия T3 быстрее, около 43 мегабит в секунду.

Какая самая быстрая скорость интернета? волокно в настоящее время является самым быстрым доступным типом Интернета со скоростью до 10,000 XNUMX Мбит/с в некоторых областях. Он использует стеклянные волоконно-оптические нити, связанные вместе для передачи световых сигналов, которые являются быстрыми и надежными на большие расстояния. На волокно не влияют проблемы со скоростью, характерные для старых типов интернет-соединений.

Какая максимальная скорость интернета? волокно в настоящее время является самым быстрым доступным типом Интернета со скоростью до 10,000 XNUMX Мбит/с в некоторых областях. Он использует стеклянные волоконно-оптические нити, связанные вместе для передачи световых сигналов, которые являются быстрыми и надежными на большие расстояния.

Ethernet-APL с 10BASE-T1L

Ethernet-APL (APL — advanced physical layer, расширенный или усовершенствованный физический уровень Ethernet) описывает физический уровень для технологии связи Ethernet, который специально разработан для производственных процессов и определяет подробности применения связи Ethernet к датчикам и исполнительным механизмам для обрабатывающей промышленности. Стандарт Ethernet-APL будет опубликован в рамках МЭК. Он основан на стандарте физического уровня Ethernet 10BASE-T1L и определяет методы реализации и требования по взрывозащите для использования во взрывоопасных зонах. Ведущие компании в области автоматизации процессов, для того чтобы заставить Ethernet-APL взаимодействовать с протоколами Industrial Ethernet и ускорить его развертывание, уже работают вместе под эгидой PROFIBUS и PROFINET International (PI), ODVA, Inc. и FieldComm Group.

История

Технология Ethernet была разработана вместе со многими первыми проектами корпорации Xerox PARC. Общепринято считать, что Ethernet был изобретён 22 мая 1973 года, когда Роберт Меткалф (Robert Metcalfe) составил докладную записку для главы PARC о потенциале технологии Ethernet. Но законное право на технологию Меткалф получил через несколько лет. В 1976 году он и его ассистент Дэвид Боггс (David Boggs) издали брошюру под названием «Ethernet: Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks».

Меткалф ушёл из Xerox в 1979 году и основал компанию 3Com для продвижения компьютеров и локальных вычислительных сетей (ЛВС). Ему удалось убедить DEC, Intel и Xerox работать совместно и разработать стандарт Ethernet (DIX). Впервые этот стандарт был опубликован 30 сентября 1980 года. Он начал соперничество с двумя крупными запатентованными технологиями: token ring и ARCNET, — которые вскоре были раздавлены под накатывающимися волнами продукции Ethernet. В процессе борьбы 3Com стала основной компанией в этой отрасли.

Кадр Ethernet.

Вся передаваемая информация поделена на пакеты/кадры, имеющие следующий формат:

Рассмотрим блоки подробнее:

• MAC-адрес устройства, которому предназначен данный кадр.
• MAC-адрес отправителя.
• EtherType — двухбайтное поле, которое служит для указания типа протокола для данных, передаваемых в этом кадре. Для наглядности, некоторые возможные значения:
  • 0x0800 — IPv4
  • 0x86DD — IPv6
  • 0x0842 — Wake-on-LAN
  • 0x809B — AppleTalk
• Далее следуют непосредственно передаваемые данные.
• И завершает все это поле контрольной суммы CRC, для контроля целостности и отсутствия ошибок в кадре.

На данной схеме не указаны два поля, относящиеся к физическому уровню, а именно преамбула (preamble) и признак начала кадра (SFD — start frame delimiter). Преамбула представляет из себя семь последовательных байт с чередующимся единицами и нулями (10101010), а SFD — один байт, имеющий фиксированное значение 10101011.

Все поля, кроме поля данных, являются служебными.

Методика анализа контрольной суммы абсолютно стандартна: отправитель рассчитывает контрольную сумму на основе остальных данных кадра и добавляет рассчитанное значение к этому же отправляемому кадру. Получатель также рассчитывает контрольную сумму на основе принятых данных и сравнивает ее с принятой (которую рассчитывал отправитель). Несовпадение рассчитанного и принятого значений CRC — явный сигнал к тому, что данные повреждены и некорректны.

При этом контрольная сумма в данном случае никоим образом не может помочь в устранении ошибки, она только сигнализирует о ее наличии. В результате принятый кадр целиком считается некорректным. Это, в свою очередь, приводит к необходимости передать ошибочный кадр еще раз.

Кроме этого, возможна еще одна неприятная ситуация, так называемая коллизия — когда несколько узлов начинают передавать данные одновременно. Для предотвращения этого в Ethernet используется технология CSMA/CD — Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection — множественный доступ с прослушиванием несущей и обнаружением коллизий. Эта тема тоже довольно-таки интересная, в связи с чем, принято волевое решение посвятить ей отдельную статью ) Поэтому здесь и сейчас на этом не останавливаемся.

В первых по очередности двух полях кадра Ethernet содержатся MAC-адреса узлов сети — передатчика и приемника. Изначально при разработке первых версий технологии было предусмотрено, что любая сетевая карта должна иметь свой уникальный идентификатор. Роль этого идентификатора и играет MAC-адрес, состоящий из 6 байт.

При работе он позволяет идентифицировать все устройства в сети и определить, какому именно из них предназначен тот или иной кадр данных. Распределением MAC-адресов занимается регулирующий комитет IEEE Registration Authority, именно сюда производитель сетевого устройства должен обращаться для выделения ему некоего диапазона адресов, которые он сможет использовать для своей продукции.

И на этой ноте заканчиваем вводную теоретическую часть по Ethernet, в дальнейшем приступим к практическому использованию в своих устройствах. До скорого

Базовые элементы сетей SDH.

Сети
SDH строятся из четырех типов функциональных модулей
(сетевых элементов): регенераторы, терминальные мультиплексоры, мультиплексоры
ввода/вывода и кросс-коннекторы.

Регенератор используется для увеличения допустимого
расстояния между узлами сети путем восстановления входящих сигналов
SDH.
Это расстояние зависит от степени затухания сигнала в передающей среде и
параметров приемо-передающего оборудования. Для одномодового оптического кабеля
оно составляет 15-40 км для длины волны 1310 нм и 40-110 км для 1550 нм.

Терминальный мультиплексор (TM) (рисунок
10.3) предназначен для мультиплексирования и демультиплексирования сигналов
PDH и
STM (в терминологии SDH их называют
трибутарными или компонентными интерфейсами) в агрегатный поток
STM-N. Он
также может осуществлять локальную коммутацию с одного трибутарного интерфейса
на другой.

Мультиплексор ввода/вывода (ADM) (рисунок 10.4)
имеет на входе те же наборы интерфейсов, что и ТМ, и, как правило, два
агрегатных потока STM-N (условно называемых «восточный» и
«западный»). В этих мультиплексорах плезиохронные или синхронные
сигналы могут быть извлечены из или добавлены в поток STM-N,
при этом часть полезной нагрузки сигнала STM-N
проходит через устройство транзитом. Это дает возможность создавать
самовосстанавливающиеся кольцевые структуры (Self Healing Ring —
SHR), которые, в случае аварии, автоматически коммутируют
потоки в обход поврежденных участков или элементов сети.

Кросс-коннектор (DXC) (рисунок 10.5)
— распределительный узел сети, осуществляющий неблокируемые перекрестные
соединения между любыми его портами. SDH кросс-коннекторы выполняют
эти функции на уровне виртуальных контейнеров VC-n,
для этого PDH сигналы отображаются на виртуальные контейнеры
соответствующего уровня. Следует отметить, что возможность осуществления
коммутации заложена также и в SDH мультиплексоры.

Основные функции, выполняемые сетевыми элементами
SDH,
следующие:

-маршрутизация виртуальных
контейнеров, проводимая на основе использования информации в маршрутном
заголовке РОН соответствующего контейнера;

-консолидация или объединение
виртуальных контейнеров;

-трансляция потока от точки к
нескольким точкам (point-to-multipoint);

-сортировка или перегруппировка (grooming)
виртуальных контейнеров, осуществляемая с целью создания нескольких
упорядоченных, например, по типу переносимого сервиса, потоков;

-ввод/вывод виртуальных
контейнеров.

Информационное кодирование

Мгновенному значению амплитуды аналогового входного сигнала ставится в соответствие одна из 256 возможных кодировок. Таким образом, оцифрованный голосовой сигнал передается в виде 8-ми разрядного кода с частотой повторения 8 кГц. Шум квантования представляет собой изменяющуюся в времени разницу между исходным
и оцифрованным сигналом.

N_кв (t) = S (t) — S_кв (t)

Для того, чтобы ослабить влияние этого шума на слабые аналоговые сигналы преобразование сигнала в код выполняют по нелинейному закону: меньшим значениям входного сигнала ставится в соответствие большее изменение выходного кода, и наоборот. Компрессор устанавливается на стороне передатчика и экспандер  на стороне приемника.

Формат кадра

Существует несколько форматов Ethernet-кадра.

• Первоначальный Version I (больше не применяется).
• Ethernet Version 2 или Ethernet-кадр II, ещё называемый DIX (аббревиатура первых букв фирм-разработчиков DEC, Intel, Xerox) — наиболее распространена и используется по сей день. Часто используется непосредственно протоколом Интернет.

• Novell — внутренняя модификация IEEE 802.3 без LLC (Logical Link Control).
• Кадр IEEE 802.3 LLC.
• Кадр IEEE 802.3 LLC/SNAP.
• Некоторые сетевые карты Ethernet, производимые компанией Hewlett-Packard, использовали при работе кадр формата IEEE 802.12, соответствующий стандарту 100VG-AnyLAN.

В качестве дополнения Ethernet-кадр может содержать тег IEEE 802.1Q для идентификации VLAN, к которой он адресован, и IEEE 802.1p для указания приоритетности.

Разные типы кадра имеют различный формат и значение MTU.

Основные цифровые стандарты систем сотовой связи второго поколения:

• D-AMPS (Digital AMPS — цифровой AMPS; диапазоны 800 МГц и 1900 МГц);
• GSM (Global System for Mobile communications – глобальная система мобильной связи, диапазоны 900, 1800 и 1900 МГц);
• CDMA (диапазоны 800 и 1900 МГц);
• JDC (Japanese Digital Cellular – японский стандарт цифровой сотовой связи).

Табл. 2. Сравнение систем сотовой связи второго поколения (2G)

 Третье поколение мобильной связи (3G)

Дальнейшим развитием сетей мобильной связи стал переход к третьему поколению (3G). 3G – это стандарт мобильной цифровой связи, который под аббревиатурой IMT-2000 (англ. International Mobile Telecommunications – международная мобильная связь 2000) объединяет пять стандартов – W-CDMA, CDMA2000, TD-CDMA/TD-SCDMA, DECT (англ. Digital Enhanced Cordless Telecommunication – технология улучшенной цифровой беспроводной связи). Из перечисленных составных частей 3G только первые три представляют собой полноценные стандарты сотовой связи третьего поколения. DECT – это стандарт беспроводной телефонии домашнего или офисного назначения, который в рамках мобильных технологий третьего поколения, может использоваться только для организации точек горячего подключения (хот-спотов) к данным сетям.

Стандарт IMT-2000 дает четкое определения сетей 3G – под мобильной сетью третьего поколения понимается интегрированная мобильная сеть, которая обеспечивает: для неподвижных абонентов скорость обмена информацией не менее 2048 кбит/с, для абонентов, движущихся со скоростью не более 3 км/ч — 384 кбит/с, для абонентов, перемещающихся со скоростью не более 120 км/ч – 144 кбит/с. При глобальном спутниковом покрытии сети 3G должны обеспечивать скорость обмена не менее 64 кбит/с. Основой всех стандартов третьего поколения являются протоколы множественного доступ с кодовым разделением каналов. Подобная технология сетевого доступа не является чем-то принципиально новым. Первая работа, посвященная этой теме, была опубликована в СССР еще в 1935 году Д.В. Агеевым.

Технически сети с кодовым разделением каналов работают следующим образом – каждому пользователю присваивается определенный числовой код, который распространяется по всей полосе частот, выделенных для работы сети. При этом какое-либо временное разделение сигналов отсутствует, и абоненты используют всю ширину канала. При этом, естественно, сигналы абонентов накладываются друг на друга, но благодаря числовому коду могут быть легко дифференцированы. Как было упомянуто выше, данная технология известна достаточно давно, однако до середины 80-х годов прошлого века она была засекреченной и использовалась исключительно военными и спецслужбами. После снятия грифов секретности началось ее активное использование и в гражданских системах связи.

Общее устройство кадра Ethernet

В общем, кадр Ethernet выглядит следующим образом:

устройство кадра Ethernet

Вспомните определение канального уровня модели OSI.

Как можно вспомнить, pdu «Кадр» используется только на канальном уровне модели OSI. На этом
уровне реализуется только MAC-адресация.

MAC (Media Access Control) — это нижний подуровень канального уровня
OSI, который отвечает за обеспечение доступа к линиям связи и адресацией хостов (конечных узлов).
Этот подуровень отвечает за множественный доступ к сети. Использует топологии «шина», «кольцо». Из
сетевого оборудования — концентратор (хаб, hub).

Возможно, вам также будет интересно

Введение Передача информации и организация питания по одним и тем же проводам достаточно эффективно используется в различных применениях. К примеру, можно вспомнить стандартные телефонные линии или Ethernet-сети, выполняющие подключение удаленных узлов с помощью технологии PoE (Power over Ethernet), при которой питание осуществляется по отдельным жилам кабеля связи. Однако у большей части таких решений есть очевидный недостаток: все они в общем случае требуют проведения монтажных работ,

Введение В целом структура современного радиолокатора мало отличается от систем, разработанных на заре становления радиолокации, — антенная система, приемник, передатчик, система обработки информации. Развитие техники в этой области двигалось в направлении усовершенствования каждой составной части параллельно. Однако именно развитию антенных систем и постепенному интегрированию антенны как таковой с трактами приемника и передатчика уделялось особое внимание. В совокупности с совершенствованием элементной базы и переходом к использованию в радиолокационных целях

В восьмой части статьи подробно рассказывается о технологиях, роли датчиков и электроники для обработки и радиопередачи сигнала в системах контроля давления в шинах — TPMS (Tire Pressure Monitoring System), анализируется элементная база батарейных датчиков и электроники, предлагаемой для батарейных систем.

Модификации Ethernet.

Классификация модификаций Ethernet в основном заключается в различиях двух факторов — используемого типа кабеля, а также возможной скорости передачи данных. Различают:

	Варианты соединения	Скорость
Ethernet	Коаксиальный кабель, оптика, витая пара	10 Мб/с
Fast Ethernet	Оптика, витая пара	100 Мб/с
Gigabit Ethernet	Оптика, витая пара	1 Гб/с
10G Ethernet	Оптика, витая пара	10 Гб/с

Как мы и отметили сразу, различаются, в первую очередь, скорость передачи данных и тип используемого кабеля. На заре развития Ethernet использовались исключительно коаксиальные кабели, и лишь затем появились варианты с витой парой и оптикой, что привело к значительному расширению возможностей. К примеру, использование витой пары дает одновременно:

• на порядки более высокую помехозащищенность, благодаря использованию дифференциального сигнала, что мы уже отмечали ранее, при обсуждении RS-485.
• повышенная надежность сети, в основном, за счет появления возможности использовать соединение по топологии «звезда». То есть при обрыве связи между любыми двумя узлами сети это не влияет на незатронутые этим обрывом остальные узлы.
• возможность использовать Full Duplex передачу данных. В двух словах об этом, наглядная табличка:

Тип	Описание
Simplex (симплексная передача)	Передача данных только в одном направлении
Half Duplex (полудуплексная передача)	Передача возможна в двух направлениях, но не одновременно
Full Duplex (полнодуплексная передача)	Возможна одновременная передача в двух направлениях

Внутри указанных четырех модификаций (Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10G Ethernet) присутствует дополнительное «внутреннее» разделение. Например, возьмем 10 Мбит/с Ethernet. Этот тип включает в себя:

Ethernet (10 Мб/с)
10Base-2
10Base-5
10Base-T
10Base-F
10Base-FL

При этом различная физическая реализация подключения (разные кабели) приводят к возможности использования разных топологий сети. Для 10Base-5 максимально топорно:

А вот 10Base-T уже может использовать полнодуплексную передачу данных:

Здесь, как видите присутствует устройство под названием сетевой концентратор. Поэтому небольшое лирическое отступление на эту тему.

Зачастую термины сетевой концентратор, сетевой коммутатор и маршрутизатор перемешиваются и могут использоваться для описания одного и того же. Но строго говоря, все эти три термина относятся к абсолютно разному типу устройств:

• Сетевой концентратор (хаб) работает на 1-м (физическом) уровне модели OSI и ретранслирует сигнал с одного входящего порта, на несколько исходящих. На этом его функционал заканчивается.
• Сетевой коммутатор (свитч) работает на 2-м (канальном уровне). Здесь также происходит передача данных от одного устройства нескольким, но при этом коммутатор анализирует кадры на предмет MAC-адреса получателя и передает пакет только тому узлу, которому он адресован(!). Адресацию и структуру кадров подробно разберем чуть ниже.
• Маршрутизатор же и вовсе работает на 3-м уровне (сетевом) модели OSI.

Возвращаемся к схеме для стандарта 10Base-T. Поскольку для передачи и приема используются физически разные линии, то нет и препятствий для одновременного протекания данных процессов. Принцип же формирования данных остается неизменным практически для всех модификаций Ethernet, к обсуждению чего мы и переходим.

Устройства 10BASE-T1L создают ценную аналитическую информацию для оптимизации процессов

 Добавление продуктов физического уровня 10BASE-T1L в портфель решений Chronous для промышленных Ethernet-сетей позволит компании Analog Devices перейти к сфере автоматизации процессов, подсоединенных к облаку, включая опасные зоны, существующие на разных производствах, фармацевтических предприятиях, при добыче и переработке нефти и газа. Новые трансиверы PHY 10BASE-T1L обеспечат интерфейс физического уровня, что поможет раскрыть множество преимуществ для предприятия, подключенного к Ethernet. Благодаря внедрению стандарта 10BASE-T1L пакеты Ethernet перемещаются с полевого уровня на уровень управления и в конечном итоге в облако без шлюзов, реализуя объединение ИТ/ОТ-сети в рамках концепции «Индустрия 4.0».

Благодаря значительно большей доступности в части электропитания теперь могут быть задействованы новые типы полевых устройств с расширенными функциями и возможностями. Прозрачная IP-адресация каждого устройства полевого уровня значительно упростит установку, настройку и обслуживание решений, подключенных к сети 10BASE-T1L. Стандарт 10BASE-T1L откроет доступ к новым полевым устройствам, даст возможность получать большие наборы данных для облачных вычислений и расширенной аналитики. Операционная эффективность предприятий будет повышена за счет доступа к имеющим практическую ценность сведениям об их процессах, что ускорит развертывание более сложных производственных средств автоматизации процессов в будущем.

Кабельное соединение для автоматизации процессов и развертывание сети

В автоматизации технологических процессов, в отличие от автоматизации в машиностроении или автоматизации производства, используемые датчики (расхода, уровня, давления и температуры) и исполнительные механизмы, как правило, не располагаются рядом с контроллером. Расстояние 200 м между датчиками по входам/выходам тут не редкость, а исходя из этого расстояние между полевыми коммутаторами может достигать 1000 м. Что касается связи, то для автоматизации технологических процессов предусмотрен кабель полевой шины типа A, так как он уже применяется сегодня при инсталляции PROFIBUS PA и Foundation Fieldbus.

Стандарт 10BASE-T1L не определяет конкретную среду передачи (кабель), вместо этого он определяет модель канала (требования к возвратным потерям и вносимым потерям). Модель канала 10BASE-T1L хорошо сочетается с кабелем полевой шины типа A, поэтому некоторые установленные кабели, предназначенные для токовой петли 4–20 мА потенциально могут быть повторно использованы с 10BASE-T1L, что открывает значительные возможности для модернизации существующих систем автоматизации процессов.

Поскольку 10BASE-T1L позволяет снизить амплитуду напряжения сигнала до 1 В (пик-пик) на линиях протяженностью примерно до 200 м, 10BASE-T1L может использоваться в среде взрывозащищенных систем и соответствовать строгим регламентам по максимальной энергии для опасных зон с ограничением мощности на уровне до 500 мВт.

Благодаря значительному увеличению мощности по сравнению тем, что может дать для питания датчиков токовая петля 4–20 мА, а именно 500 мВт против примерно 36 мВт, сегодняшние четырехпроводные устройства, которым требуется внешний источник питания из-за ограниченной возможности токовой петли, теперь можно заменить двухпроводными устройствами с поддержкой 10BASE-T1L, обеспечивающими большую гибкость установки для новых устройств, избавляя от внешнего источника питания.

На рис. 3 показана предлагаемая топология сети для обрабатывающей промышленности, называемая trunk-spur-топология. Trunk (магистраль) — это основная коммуникационная шина для устройств в сети, Spur (ответвление) — линия, отходящая от магистрали и образующая конечный контур.

Рис. 3. Топология сети 10BASE-T1L для обрабатывающей промышленности

Магистральные кабели могут иметь длину до 1 км с амплитудой устройств физического уровня (PHY) 2,4 В двойного размаха амплитуды (пик-пик) и находиться в зоне 1, раздел 2. Ответвительные кабели могут иметь длину до 200 м с амплитудой PHY 1 В двойного размаха амплитуды (пик-пик) и находится в зоне 0, раздел 1. Коммутатор питания находится на уровне управления, обеспечивает функциональность коммутатора Ethernet и подает питание на кабель (по линиям передачи данных). Полевые коммутаторы находятся на полевом уровне в опасной зоне, питаются от кабеля и обеспечивают функциональность коммутатора Ethernet, которая подключает устройства полевого уровня на ответвлениях к магистрали и передает питание устройствам полевого уровня. Несколько полевых коммутаторов подсоединяются к магистральному кабелю, чтобы обеспечить подключение большого количества полевых устройств к сети.

Полевые коммутаторы для обеспечения резервирования могут быть подключены по кольцевой топологии. На периферии (границе сети) для большинства приложений, которые ранее были ограничены скоростью передачи данных, не превышающей 30 кбит/с, скорость до 10 Мбит/с является очень большим достижением. Поскольку Ethernet теперь используется для подключения оконечных узловых устройств на полевом уровне, ИТ и OT были успешно объединены (согласно нашему начальному определению — конвергированы) в единую сеть Ethernet, что создает возможность IP-адресации для любого оконечного узлового устройства из любой точки мира в любое время.

Е1 поток — что это такое?

Мы живем в эпоху, когда скорость решает абсолютно всё. Если от ста до двухсот лет назад люди довольствовались пересылкой бумажных писем, что занимало порой не один месяц, а то и год, то сейчас люди привыкли к тому, что всего за пару мгновений можно отправить куда угодно уже оцифрованное письмо, хоть в другой город, хоть на другой континент, и так же быстро получить ответ. Сейчас уже мало кто представит себе, каково это — писать настоящие письма и месяцами ждать ответа, надеясь, что оно вообще дошло до получателя. Конечно, после всего этого изобрели телеграф, а потом и первоначальный интернет, что в сотни раз ускорило процесс передачи практически любых данных. Но всё равно это занимало довольно длительный по сегодняшним меркам отрезок времени.