Оптический интерфейс, Варианты реализации Опции

[Electronics Engi...]

Здравствуйте!

Требуется обмениваться данными между устройствами на расстоянии до 2-3км.
Опыт предыдущих систем сбора данных показывает, что влияние шумов очень велико в случае использования, например, интерфейса RS-485 на расстоянии до 1км.
К тому же общую шину данных часто прокладывают с большими ответвлениями из-за экономии кабеля, и волновое сопротивление кабеля не соответствует нормам.
Радиосвязь не годится, т.к. на объектах много металлических конструкций, помещений. Поэтому рассматривается возможность применения оптического интерфейса,
с которым раньше не прходилось сталкиваться. Плюс, на некоторых объектах уже проложена оптика для других целей. Поэтому было бы разумно использовать уже
проложенную оптику и не тянуть свои провода, если это вообще возможно.

Подразумевает ли использование оптики применение Ethernet на каждом отдельном устройстве? Насколько я понимаю, многие ARM микроконтроллеры, у которых
есть встроенный модуль Ethernet, подключаются к внешней PHY микросхеме, которая непосредственно выдает пакеты данных в сеть или принемает их.
Но это электрические сигналы. Может есть аналагичные PHY, которые выдают оптические сигналы? Можно ли различные модули подключать к общей оптической шине,
как в случае интерфейса RS-485?

Все устройства должны отсылать данные в РС и получать от него команды. В этом случае необходимо использование TCP/IP протокола?
Возможно, выше перечисленные вопросы примитивны, но прежде не приходилось иметь дело как с оптикой, так и TCP/IP (Ethernet).

Дмитрий

[vadimp61]

Здравствуйте!

Требуется обмениваться данными между устройствами на расстоянии до 2-3км.
Опыт предыдущих систем сбора данных показывает, что влияние шумов очень велико в случае использования, например, интерфейса RS-485 на расстоянии до 1км.
К тому же общую шину данных часто прокладывают с большими ответвлениями из-за экономии кабеля, и волновое сопротивление кабеля не соответствует нормам.
Радиосвязь не годится, т.к. на объектах много металлических конструкций, помещений. Поэтому рассматривается возможность применения оптического интерфейса,
с которым раньше не прходилось сталкиваться. Плюс, на некоторых объектах уже проложена оптика для других целей. Поэтому было бы разумно использовать уже
проложенную оптику и не тянуть свои провода, если это вообще возможно.

Подразумевает ли использование оптики применение Ethernet на каждом отдельном устройстве? Насколько я понимаю, многие ARM микроконтроллеры, у которых
есть встроенный модуль Ethernet, подключаются к внешней PHY микросхеме, которая непосредственно выдает пакеты данных в сеть или принемает их.
Но это электрические сигналы. Может есть аналагичные PHY, которые выдают оптические сигналы? Можно ли различные модули подключать к общей оптической шине,
как в случае интерфейса RS-485?

Все устройства должны отсылать данные в РС и получать от него команды. В этом случае необходимо использование TCP/IP протокола?
Возможно, выше перечисленные вопросы примитивны, но прежде не приходилось иметь дело как с оптикой, так и TCP/IP (Ethernet).

Дмитрий

Посмотрите тут
http://www.moxa.ru/good/listAll/16909/
может Вам этого хватит.
Оптика это не обязательно Езернет, хотя по этой технологии можно к оптике подключить несколько устройств по технологии PON.
Есть разные PHY у которых един из портов может работать как на медь так и на оптику.
Езернет я бы не стал применять для сбора данных реального времени, RS-485 более простой и надежный интерфейс.
Еще почитайте тут
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=112002
и тут
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=107175

[ZASADA]

Посмотрите тут
http://www.moxa.ru/good/listAll/16909/
может Вам этого хватит.
Еще почитайте тут
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=112002
и тут
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=107175

это все точка-точка, не подходит для организации требуемой разветвленной сети.

[vadimp61]

это все точка-точка, не подходит для организации требуемой разветвленной сети.

Ну так я написал про применение технологии PON. Там есть пассивные оптические разветвители, но естественно с вносимым затуханием.
Расстояния то небольшие 2-3 км должно прокатить.

[maxi-ares]

полного аналога электрической шины (RS485) в ВОЛС нет.

классические топологии - это кольцо и звезда.
При этом для звезды прокладывают многоволоконник и в нужных местах разваривают отводы.

для PON существующие уже протянутые линии в 99% не подойдут. К тому же количество подключаемых устройств жёстко ограничено числом ступеней деления и затуханием на делителях. PON проектируется и налаживается один раз - с запасом "на вырост" и гибкого переподключения как к шине RS485 там не было и не будет, это надо будет учитывать.

На вашем месте я бы сделал иначе. Разбил бы всю шину на несколько относительно которких участков с RS485, и на этих сегментах поставил бы Ethernet-шлюзы с выходом в оптику. Управление и обмен соответственно организовать через Ethernet.

[prig]

Ну так я написал про применение технологии PON. Там есть пассивные оптические разветвители, но естественно с вносимым затуханием.
Расстояния то небольшие 2-3 км должно прокатить.

"Прокатывает" и до 20 км от OLT (терминал), но это не самое главное.
PON для таких задач приспособлен плохо. Да и дорого будет. OLT и ONU придётся брать готовые. А дальше накручивать Ethernet.

Проще всего ставить на подключаемое устройство мелкий свитч с двумя портами, работающими на оптику, и пробрасывать Ethernet через эти свитчики. Сетку лучше закольцевать на случай отказа одного из устройств.

[Electronics Engi...]

На вашем месте я бы сделал иначе. Разбил бы всю шину на несколько относительно которких участков с RS485, и на этих сегментах поставил бы Ethernet-шлюзы с выходом в оптику. Управление и обмен соответственно организовать через Ethernet.

Что мне известно на данный момент из технических требований, это то, что отдельные I/O модули, расположенные на всей территории объекта, должны иметь разъем RJ-45,
а также на объекте уже проложена оптика. И в некоторых местах стоят "разветвлители" также с оптическими выходами. Т.к. к разъему RJ-45 подключается медный провод (витые пары),
то где-то между оптическими и электрическими сигналами должен стоять преобразователь сигналов. На сколько я понимаю, таким преобразователем может быть свитч, работающий на оптику,
но уже с электрическими выходами.
На I/O модулях планируем ставить ARM микроконтроллер с Ethernet портом и внешней PHY микросхемой, которая непосредственно подключается к разъему RJ-45. На данный момент оптический
выход у I/O модулей не хочу ставить, т.к. на данный момент являюсь новичком в этой теме.

Проще всего ставить на подключаемое устройство мелкий свитч с двумя портами, работающими на оптику, и пробрасывать Ethernet через эти свитчики. Сетку лучше закольцевать на случай отказа одного из устройств.

Такой подход выглядит более универсальным. Для чего нужны 2 порта у свитча? При выходе из строя I/O модуля свитч сам не будет блокировать / локализовать неисправность только на данном участке?
У меня такое представление, что каждый модуль по своей витой паре подсоединяется к свитчу, у которого должен быть общий оптический выход для подсоединения к оптике.
Есть ли какие-то основные вопросы, которые необходимо уточнить по топологии / архитектуре проложенной опической линии, от которых зависит дальнейшая разработка?

[prig]

...
На I/O модулях планируем ставить ARM микроконтроллер с Ethernet портом и внешней PHY микросхемой,
...
...
У меня такое представление, что каждый модуль по своей витой паре подсоединяется к свитчу,
...

Если модули не слишком разбросаны, и есть возможность использовать внешний свитч, это самое простое решение.

Ethernet порт - это обычно MII или GMII.
Если вместо микросхемы PHY поставить микросхему свитча с прямым подключением к MII/GMII, внешнего свитча не понадобится.
Для такого варианта можно поставить пару разъёмов для оптических SFP модулей и на всякий случай добавить один RJ-45.

...
Есть ли какие-то основные вопросы, которые необходимо уточнить по топологии / архитектуре проложенной опической линии, от которых зависит дальнейшая разработка?

-Разобраться с сетевыми стандартами, в которые укладывается Ваша задача с учётом расстояний и типом оптического кабеля.
-Подумать о резервировании каналов и надёжности работы сети в целом.

Сообщение отредактировал prig - Dec 9 2013, 11:29