Почему розетки Ethernet/RJ45 имеют магнитную связь?

Как следует из названия, зачем Ethernet-сокеты должны быть соединены магнитной связью? У меня есть базовое понимание электроники, но в основном я не могу подобрать правильные условия поиска, чтобы правильно гуглить.

Дайте угадаю: это связано с недавним сбоем в производстве Raspberry Pi , когда разъемы RJ45 без магнитной связи были заменены на магнитные разъемы? Хороший вопрос, и ответы в комментариях к этому блогу повсюду.
Это скорее напомнило мне, что я понятия не имел, для чего это было, вместо того, чтобы на самом деле начать вопрос, он также возник в нашем офисе, когда мы пытались соединить два кабеля Ethernet вместе, но в духе того, что разъемы с магнитной муфтой означают, что это не работает. Однако спасибо за указатель.
Да, в основном, чтобы уменьшить шум и не дать чему-то подобному убить целевую доску, понял.

Ответы (4)

Правильный ответ -- потому что этого требует спецификация Ethernet .

Хотя вы не спрашивали, другие могут задаться вопросом, почему этот метод подключения был выбран для этого типа Ethernet. Имейте в виду, что это относится только к разновидностям Ethernet «точка-точка», таким как 10base-T и 100base-T, а не к исходной сети Ethernet или сети ThinLan ethernet.

Проблема в том, что Ethernet может поддерживать довольно большие расстояния, так что оборудование на разных концах может питаться от удаленных ветвей распределительной сети внутри здания или даже из разных зданий. Это означает, что между узлами Ethernet может быть значительное смещение земли . Это проблема с наземными схемами связи, такими как RS-232.

Существует несколько способов борьбы со смещениями земли в линиях связи, два из которых наиболее распространены: оптоизоляция и трансформаторная связь. Трансформаторная связь была правильным выбором для Ethernet, учитывая компромисс между методами и тем, что Ethernet пытался достичь. Даже самая ранняя версия Ethernet, в которой использовалась трансформаторная связь, работала со скоростью 10 Мбит/с. Это означает, по крайней мере, что весь канал должен поддерживать цифровые сигналы с частотой 10 МГц, хотя на практике с используемой схемой кодирования на самом деле требуется в два раза больше. Даже прямоугольная волна 10 МГц имеет уровни длительностью всего 50 нс. Это очень быстро для оптронов. Существуют средства передачи света, которые работают намного быстрее, но они не дешевы и не просты на каждом конце, как импульсные трансформаторы Ethernet.

Одним из недостатков трансформаторной связи является потеря постоянного тока. На самом деле с этим не так уж сложно справиться. Вы убедитесь, что вся информация переносится посредством модуляции достаточно быстро, чтобы пройти через трансформаторы. Если вы посмотрите на сигнализацию Ethernet, вы увидите, как это рассматривалось.

У трансформаторов тоже есть хорошие преимущества, например, очень хорошее подавление синфазного сигнала. Трансформатор «видит» только напряжение на своих обмотках, а не общее напряжение на обоих концах обмотки одновременно. Вы получаете дифференциальный вход без преднамеренной схемы, только базовую физику.

После того, как было принято решение о трансформаторной связи, было легко указать высокое напряжение изоляции, не создавая большой нагрузки. Создание трансформатора, который изолирует первичную и вторичную обмотки на несколько 100 В, в значительной степени происходит, если вы не пытаетесь этого не делать. Довести до 1000 В ненамного сложнее и дороже. Учитывая это, Ethernet можно использовать для связи между двумя узлами, активно работающими на значительно различающихся напряжениях, а не только для борьбы с несколькими вольтами смещения земли. Например, совершенно нормально и в рамках стандарта иметь один узел, подключенный к фазе линии электропередач, а другой — к нейтрали.

хорошо сказано, спец. касается различий в грунте.
Спасибо, это очень полезно, и да, мой вопрос был скорее «почему это в спецификации», чем простой ответ.
«двумя наиболее распространенными из них являются оптоизоляция и трансформаторная связь». А гальваническая развязка? Это предписанный, а в некоторых случаях необязательный метод изоляции для IEEE 1394 .
@user: Что именно вы подразумеваете под гальванической развязкой? Все эти методы связаны с изоляцией по напряжению, что подразумевает «гальванический». Существуют и другие способы изоляции двух цепей по напряжению, но, безусловно, наиболее распространенными, которые я видел, являются опто- и трансформаторные методы. Как вы думаете, есть ли метод более распространенный, чем любой из этих двух?
@OlinLathrop Мне следовало использовать термин «емкостная изоляция». Я имел в виду использование конденсаторов для передачи сигнала при отклонении общего режима. Насколько я понимаю, этот метод используется в реализациях IEEE 1394 для изоляции физического и канального уровней в случае, если основания обоих подключенных устройств не изолированы. Я полагаю, что является ли это «общим», зависит от вашего определения общего, например, количества единиц по сравнению с количеством различных дизайнов. Поскольку многие (большинство?) Ноутбуки и материнские платы по-прежнему поставляются с портами IEEE 1394, и уже около десяти лет, по крайней мере, стоит упомянуть об этом.
«Имейте в виду, что это относится только к разновидностям Ethernet «точка-точка», таким как 10base-T и 100base-T, а не к исходной сети Ethernet или сети ThinLan». - На самом деле это относится как к 10Base5, так и к 10base2 (желтый кабель и более дешевая сеть). В этих случаях изоляция выполняется на стороне AUI, а трансивер напрямую подключается к кабелю. Для них требуется изолированный преобразователь постоянного тока в постоянный, а также трансформатор данных. Имеют изоляцию 1500В. Кевин
Еще одним большим преимуществом трансформаторов перед оптоизоляторами является то, что вы можете легко изолировать оба конца. Изолировать оба конца с помощью оптосалов гораздо сложнее из-за потребности в питании.
Разве магниты также не отвергают возможное пиковое напряжение в случае отключения с одной стороны? я имею в виду, что в длинном кабеле может быть индуктивно накопленная энергия, как только вы отключите его от одной розетки, эта энергия может захотеть куда-то вернуться. индуктивность препятствует быстрому росту напряжения, что ограничивает мощность, передаваемую через магнитное поле, поскольку dI/dt не взорвется, или я совершенно не прав?
Кто бы ни проголосовал за это, что вы думаете неправильно?
  1. Изоляция. Поэтому, если кабель замкнут на высокое напряжение, ваша плата не взорвется.
  2. Это необходимо, так как другой конец может иметь другую землю. Это частный случай изоляции, но он также необходим при нормальной работе.
коротко и по делу!

Изоляция — очень хорошая идея для систем связи, которые связывают множество различных аппаратных средств на большой территории. Вы не хотите, чтобы ток/напряжение короткого замыкания в электропроводке или устройствах распространялись на вашу коммуникационную проводку.

В основном есть два варианта изоляции: опто и трансформатор. Трансформаторная изоляция имеет несколько основных преимуществ. Во-первых, мощность сигнала проходит через трансформатор, что означает, что вам не нужно подавать питание на «изолированную» сторону шлагбаума. Во-вторых, трансформаторы очень хорошо генерируют и принимают дифференциальные сигналы, обеспечивая при этом высокое подавление синфазного сигнала, что делает их хорошей комбинацией с витой парой. В-третьих, трансформаторы для высокой частоты (или высокой скорости) сконструировать проще, чем оптопары.

Трансформаторная связь имеет некоторые недостатки: трансформаторы не работают на постоянном токе, а небольшие трансформаторы, которые хорошо работают на высоких частотах, не так хорошо работают на низких частотах, но это легко решается с помощью схем линейного кодирования, которые избегают низких частот.

Еще одна важная бесшовная функция, о которой часто забывают, — согласование импеданса:

Трансформатор сигналов согласовывает импеданс стороны PHY (типовое значение разницы 100 Ом) с полным сопротивлением линии (типовое значение разницы 150 Ом).

НЕКОТОРЫЕ ПОЯСНЕНИЯ после комментария Кевина:

отсюда : _

Некоторые названия для различных типов кабелей:

  • UTP = неэкранированный витой (сбалансированный) 4-парный кабель, 100 Ом
  • STP = экранированный 2-парный кабель из фольги/оплетки с индивидуальным экранированием, 150 Ом
  • FTP = 4-парный кабель с общим экраном из фольги, 100 Ом
  • ScTP = общий экранированный кабель из фольги/оплетки, 100 или 120 Ом

Кроме того, UPT на 100 Ом и STP на 150 Ом упоминаются в Стандарте в качестве среды --- см. IEEE 802.3, подраздел 24.1.2, пункт d).

Таким образом, можно однозначно сказать, что трансформатор сигналов согласовывает импеданс на стороне PHY (типовая разница 100 Ом) с импедансом на стороне линии (может быть различным) .

Эээ нет - кабель также имеет дифференциальное сопротивление 100 Ом.
Определенно нет. UTP и STP, используемые для Ethernet — CAT5, CAT5e, CAT6, CAT7 составляют 100 Ом ± 15 %. «Экранированная витая пара» описывает любые два провода, скрученные и экранированные, они могут иметь любой импеданс (в пределах разумного) ... но не для Ethernet.
Почему розетки Ethernet/RJ45 имеют магнитную связь?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v