Mengapa Soket Ethernet / RJ45 Digabungkan secara Magnetik?
100
Seperti judulnya katakan, mengapa soket ethernet perlu ditambah? Saya memiliki pemahaman dasar tentang elektronik, tetapi kebanyakan, saya tidak dapat menemukan istilah pencarian yang tepat untuk google ini dengan benar.
Biar saya tebak: Ini terkait dengan gangguan produksi Raspberry Pi baru-baru ini di mana jack RJ45 non-magnetis diganti untuk jack mag? Pertanyaan yang bagus, dan jawaban dalam komentar di blog itu ada di mana-mana.
Kevin Vermeer
Lebih dari itu mengingatkan saya bahwa saya tidak tahu untuk apa itu daripada benar-benar memulai pertanyaan, itu juga muncul di kantor kami ketika mencoba untuk menghubungkan dua kabel ethernet bersama-sama, tetapi dalam nada bahwa jack mag-coupled berarti tidak bekerja. Terima kasih atas penunjuknya.
slugonamission
7
Benar, jadi kebanyakan untuk mengurangi kebisingan dan menghentikan sesuatu seperti ini dari membunuh papan target, mengerti.
slugonamission
Jawaban:
143
Jawaban yang benar adalah karena spesifikasi ethernet memerlukannya .
Meskipun Anda tidak bertanya, orang lain mungkin bertanya-tanya mengapa metode koneksi ini dipilih untuk jenis ethernet itu. Perlu diingat bahwa ini hanya berlaku untuk varietas ethernet point-to-point, seperti 10base-T dan 100base-T, tidak untuk ethernet asli atau ethernet ThinLan.
Masalahnya adalah bahwa ethernet dapat mendukung pengoperasian yang cukup lama sehingga peralatan pada ujung yang berbeda dapat diberdayakan dari cabang yang jauh dari jaringan distribusi daya di dalam gedung atau bahkan bangunan yang berbeda. Ini berarti akan ada ground offset yang signifikan antara node ethernet. Ini adalah masalah dengan skema komunikasi yang dirujuk di darat, seperti RS-232.
Ada beberapa cara berurusan dengan ground offsets di jalur komunikasi, dengan dua yang paling umum adalah opto-isolasi dan trafo kopling. Kopling transformer adalah pilihan yang tepat untuk ethernet mengingat timbal balik antara metode dan ethernet apa yang ingin dicapai. Bahkan versi ethernet paling awal yang menggunakan transformator coupling berjalan pada 10 Mbit / s. Ini berarti, paling tidak, keseluruhan saluran harus mendukung sinyal digital 10 MHz, walaupun dalam praktiknya dengan skema pengkodean yang digunakan, sebenarnya perlu dua kali lipat dari itu. Bahkan gelombang persegi 10 MHz memiliki level yang hanya berlangsung 50 ns. Itu sangat cepat untuk opto-coupler. Ada transmisi cahaya yang berarti jauh lebih cepat dari itu, tetapi mereka tidak murah atau sederhana di setiap ujungnya seperti transformator pulsa ethernet.
Salah satu kelemahan dari kopling transformator adalah DC hilang. Itu sebenarnya tidak terlalu sulit untuk dihadapi. Anda memastikan semua informasi dilakukan dengan modulasi cukup cepat untuk membuatnya melalui transformator. Jika Anda melihat pensinyalan ethernet, Anda akan melihat bagaimana ini dipertimbangkan.
Ada keuntungan bagus untuk transformer juga, seperti penolakan mode umum yang sangat baik. Sebuah transformator hanya "melihat" tegangan di belitannya, bukan tegangan umum kedua ujung belitan didorong ke secara bersamaan. Anda mendapatkan ujung depan diferensial tanpa rangkaian yang disengaja, hanya fisika dasar.
Setelah kopling transformator diputuskan, mudah untuk menentukan tegangan isolasi tinggi tanpa membuat banyak beban. Membuat transformator yang mengisolasi primer dan sekunder dengan beberapa 100 V cukup banyak terjadi kecuali Anda mencoba untuk tidak melakukannya. Membuatnya baik untuk 1000 V tidak jauh lebih sulit atau lebih mahal. Karena itu, ethernet dapat digunakan untuk berkomunikasi antara dua node yang digerakkan secara aktif ke tegangan yang sangat berbeda, tidak hanya untuk berurusan dengan beberapa volt offset tanah. Sebagai contoh, itu sangat baik dan dalam standar untuk memiliki satu node naik pada fase saluran listrik dengan yang lain dirujuk ke netral.
dinyatakan dengan baik, esp. menganggap perbedaan mendasar.
JustJeff
1
Terima kasih, itu sangat membantu, dan ya, pertanyaan saya lebih "mengapa ini ada dalam spesifikasi" daripada jawaban sederhana.
slugonamission
1
@ Pengguna: Apa yang sebenarnya Anda maksud dengan isolasi galvanik? Semua metode ini adalah tentang mengisolasi tegangan, yang merupakan arti "galvanik". Ada cara lain untuk mengisolasi tegangan dua sirkuit, tetapi sejauh ini yang paling umum saya lihat adalah metode opto dan transformator. Apakah Anda pikir ada metode yang lebih umum daripada keduanya?
Olin Lathrop
5
"Perlu diingat bahwa ini hanya berlaku untuk varietas ethernet point-to-point, seperti 10base-T dan 100base-T, tidak untuk ethernet asli atau ethernet ThinLan." - Sebenarnya itu berlaku untuk 10Base5 dan 10base2 (kabel kuning dan lebih murah bersih). Dalam kasus tersebut isolasi berada di sisi AUI dengan transceiver yang terhubung langsung ke kabel. Mereka membutuhkan konverter DC / DC terisolasi serta transformator data. Mereka memiliki isolasi 1500V. kevin
Kevin White
5
Keuntungan besar lain dari transformer dibanding optoisolator adalah Anda dapat dengan mudah mengisolasi kedua ujungnya. Mengisolasi di kedua ujungnya dengan optos jauh lebih kompleks karena kebutuhan akan daya.
Peter Green
39
Isolasi. Jadi jika kabel disingkat menjadi tegangan tinggi, papan Anda tidak akan meledak.
Ini diperlukan karena ujung yang lain mungkin memiliki landasan yang berbeda. Itu adalah kasus isolasi khusus, tetapi juga diperlukan dalam operasi normal.
Isolasi adalah ide yang sangat bagus pada sistem komunikasi yang menghubungkan banyak perangkat keras yang berbeda di area yang luas. Anda tidak ingin arus gangguan / voltase pada kabel listrik atau perangkat menyebar ke kabel komunikasi Anda.
Pada dasarnya ada dua opsi untuk isolasi, OPTO dan transformator. Isolasi transformer memiliki beberapa keunggulan utama. Pertama, kekuatan sinyal melewati transformator yang berarti Anda tidak perlu mendapatkan catu daya ke sisi penghalang yang "terisolasi". Transformer kedua sangat baik dalam menghasilkan dan menerima sinyal diferensial sambil memberikan penolakan mode umum yang tinggi, ini membuat mereka kombinasi yang baik dengan kabel twisted pair. Ketiga, mudah untuk merancang transformator untuk frekuensi tinggi (alias kecepatan tinggi) daripada optocoupler.
Kopling transformer memang memiliki beberapa kelemahan, transformer tidak berfungsi di DC dan transformer kecil yang bekerja dengan baik pada frekuensi tinggi tidak bekerja dengan baik pada frekuensi rendah tetapi ini mudah ditangani melalui skema pengkodean garis yang menghindari frekuensi rendah.
UTP = Kabel 4-Pair Twisted (Seimbang) Tidak Terpal, 100 Ohm
STP = Keseluruhan foil / kepang Terlindung Kabel 2-pasangan dg Terlindung secara individu, 150 Ohm
FTP = Kabel foil berpasangan keseluruhan 4-pair, 100 Ohm
ScTP = Keseluruhan Kabel Terlindung foil / kepang, 100 atau 120 Ohm
Juga, 100-ohm UPT dan 150-ohm STP keduanya disebutkan dalam Standar sebagai media --- lihat IEEE 802.3, sub-klausul 24.1.2, item d).
Oleh karena itu jelas untuk mengatakan bahwa transformator sinyal cocok dengan impedansi sisi PHY (typ 100 Ohm diff) dengan impedansi sisi garis (mungkin beragam) .
Jawaban:
Jawaban yang benar adalah karena spesifikasi ethernet memerlukannya .
Meskipun Anda tidak bertanya, orang lain mungkin bertanya-tanya mengapa metode koneksi ini dipilih untuk jenis ethernet itu. Perlu diingat bahwa ini hanya berlaku untuk varietas ethernet point-to-point, seperti 10base-T dan 100base-T, tidak untuk ethernet asli atau ethernet ThinLan.
Masalahnya adalah bahwa ethernet dapat mendukung pengoperasian yang cukup lama sehingga peralatan pada ujung yang berbeda dapat diberdayakan dari cabang yang jauh dari jaringan distribusi daya di dalam gedung atau bahkan bangunan yang berbeda. Ini berarti akan ada ground offset yang signifikan antara node ethernet. Ini adalah masalah dengan skema komunikasi yang dirujuk di darat, seperti RS-232.
Ada beberapa cara berurusan dengan ground offsets di jalur komunikasi, dengan dua yang paling umum adalah opto-isolasi dan trafo kopling. Kopling transformer adalah pilihan yang tepat untuk ethernet mengingat timbal balik antara metode dan ethernet apa yang ingin dicapai. Bahkan versi ethernet paling awal yang menggunakan transformator coupling berjalan pada 10 Mbit / s. Ini berarti, paling tidak, keseluruhan saluran harus mendukung sinyal digital 10 MHz, walaupun dalam praktiknya dengan skema pengkodean yang digunakan, sebenarnya perlu dua kali lipat dari itu. Bahkan gelombang persegi 10 MHz memiliki level yang hanya berlangsung 50 ns. Itu sangat cepat untuk opto-coupler. Ada transmisi cahaya yang berarti jauh lebih cepat dari itu, tetapi mereka tidak murah atau sederhana di setiap ujungnya seperti transformator pulsa ethernet.
Salah satu kelemahan dari kopling transformator adalah DC hilang. Itu sebenarnya tidak terlalu sulit untuk dihadapi. Anda memastikan semua informasi dilakukan dengan modulasi cukup cepat untuk membuatnya melalui transformator. Jika Anda melihat pensinyalan ethernet, Anda akan melihat bagaimana ini dipertimbangkan.
Ada keuntungan bagus untuk transformer juga, seperti penolakan mode umum yang sangat baik. Sebuah transformator hanya "melihat" tegangan di belitannya, bukan tegangan umum kedua ujung belitan didorong ke secara bersamaan. Anda mendapatkan ujung depan diferensial tanpa rangkaian yang disengaja, hanya fisika dasar.
Setelah kopling transformator diputuskan, mudah untuk menentukan tegangan isolasi tinggi tanpa membuat banyak beban. Membuat transformator yang mengisolasi primer dan sekunder dengan beberapa 100 V cukup banyak terjadi kecuali Anda mencoba untuk tidak melakukannya. Membuatnya baik untuk 1000 V tidak jauh lebih sulit atau lebih mahal. Karena itu, ethernet dapat digunakan untuk berkomunikasi antara dua node yang digerakkan secara aktif ke tegangan yang sangat berbeda, tidak hanya untuk berurusan dengan beberapa volt offset tanah. Sebagai contoh, itu sangat baik dan dalam standar untuk memiliki satu node naik pada fase saluran listrik dengan yang lain dirujuk ke netral.
sumber
sumber
Isolasi adalah ide yang sangat bagus pada sistem komunikasi yang menghubungkan banyak perangkat keras yang berbeda di area yang luas. Anda tidak ingin arus gangguan / voltase pada kabel listrik atau perangkat menyebar ke kabel komunikasi Anda.
Pada dasarnya ada dua opsi untuk isolasi, OPTO dan transformator. Isolasi transformer memiliki beberapa keunggulan utama. Pertama, kekuatan sinyal melewati transformator yang berarti Anda tidak perlu mendapatkan catu daya ke sisi penghalang yang "terisolasi". Transformer kedua sangat baik dalam menghasilkan dan menerima sinyal diferensial sambil memberikan penolakan mode umum yang tinggi, ini membuat mereka kombinasi yang baik dengan kabel twisted pair. Ketiga, mudah untuk merancang transformator untuk frekuensi tinggi (alias kecepatan tinggi) daripada optocoupler.
Kopling transformer memang memiliki beberapa kelemahan, transformer tidak berfungsi di DC dan transformer kecil yang bekerja dengan baik pada frekuensi tinggi tidak bekerja dengan baik pada frekuensi rendah tetapi ini mudah ditangani melalui skema pengkodean garis yang menghindari frekuensi rendah.
sumber
Satu fungsi mulus yang lebih penting yang sering dilupakan adalah pencocokan impedansi:
Transformator sinyal cocok dengan impedansi sisi PHY (typ 100 Ohm diff) dengan impedansi sisi garis (typ 150 Ohm diff).
BEBERAPA KLARIFIKASI setelah komentar Kevin:
dari sini :
Juga, 100-ohm UPT dan 150-ohm STP keduanya disebutkan dalam Standar sebagai media --- lihat IEEE 802.3, sub-klausul 24.1.2, item d).
Oleh karena itu jelas untuk mengatakan bahwa transformator sinyal cocok dengan impedansi sisi PHY (typ 100 Ohm diff) dengan impedansi sisi garis (mungkin beragam) .
sumber