PHY karşı uçtan gelen sinyali nasıl algılar?
Paylaş
İki yön de aynı çifti kullanır.
Tahmin et
PHY, kendi gönderdiği sembolleri referans olarak kullanır.
Çıkar
Bu açıklayıcı örnekte kalan değer 0.22 olur.
Test tezgâhında doğrulama için kontrol listesi
Sağlam olduğu bilinen bir bağlantı kablosuyla kurulu kanalı karşılaştırın. Hız, dupleks modu ve sayaçlardaki değişiklikleri kaydedin.
Bir kontrol panosunda iki gigabit cihazı birbirine bağladığınızda, kontrolör başka bir işleme ait verileri alırken bir sorgulama isteği gönderebilir. Tipik bir Ethernet kablosunda, bükülerek dört çift hâline getirilmiş sekiz bakır iletken bulunur. Tam dupleks 1000BASE-T’de her çift aynı anda iki yönde de sinyal taşır. Alıcı, kendi gönderim dizisini zaten bildiği için bu sinyalleri ayırabilir. Bu dizinin alım yolunda nasıl yeniden belirdiğini tahmin eder ve tahmin ettiği bileşeni çıkarır.
Dört çift birlikte çalışır
Konnektörün biçimi ile iletim kuralları birbirinden ayrı konulardır. Tipik bir 100BASE-TX bağlantısı, biri gönderim, diğeri alım için olmak üzere iki çift kullanır. Tam dupleks 1000BASE-T dört çiftin tamamını birlikte kullanır. Her iki uç da her çifte sinyal uygular; bu nedenle pinlere kalıcı olarak yalnızca alım görevi atanamaz. Tam dupleks, iki yönde aynı anda iletim yapılabilmesi anlamına gelir. Herhangi bir yöndeki bağlantı hızını iki katına çıkarmaz.
Panodaki anahtarlama mantığı Ethernet çerçevelerini işler. Fiziksel katman alıcı-vericisi, yani PHY, sayısal bilgiyi bükümlü çifte uygun elektrik sinyallerine kodlar ve portun manyetik devresi üzerinden kabloya aktarır. Karşı uç da aynı işlemi yapar. İletim yönlerini takip etmeyi kolaylaştırmak için çizimde bir çift vurgulanmıştır. Bir gigabit alıcı-vericisi, veriyi yeniden oluşturmak için dört çiftin tamamından alınan sembolleri işler ve hizalar. Bir çiftin devre dışı kalması, gigabit kapasitesinin yalnızca sabit bir oranda azalması anlamına gelmez.
Uygulamalar çift yönlü bir bağlantı görürken devre, tek bir çift üzerinde üst üste binmiş iki diferansiyel sinyal görür. Diferansiyel alıcı, iletkenler arasındaki gerilim farkına tepki verir. Böylece her iki iletkeni benzer biçimde etkileyen girişimin bir kısmı bastırılır. Ancak yerel verici de diferansiyel bir sinyal üretir; dolayısıyla iletkenler arasındaki farkı almak, sinyali hangi ucun gönderdiğini PHY’ye göstermez.
Analog ön uç önce yerel sinyali zayıflatır
Genel bir port kartını ele alalım. Konnektör ve manyetik devre kablo tarafında, gönderim ve alım devreleri ise PHY’nin içindedir. Karşı uçtan gelen sinyal kablo ve manyetik devre üzerinden ulaşır; yerel gönderim sinyali de aynı kuplaj yolundan geçerek çıkar. Birleşik dalga biçimi doğrudan örnekleyiciye verilseydi, güçlü yerel bileşen, uzun bir kablo hattından gelen karşı uç sinyalindeki çok daha küçük değişimleri maskeleyebilirdi.
Yaygın bir tasarımda analog hibrit devre kullanılır. Bu devre, gönderim ve alımın hat tarafındaki bağlantıyı paylaşmasını sağlarken yerel gönderim bileşeninin bir kısmını örnekleme öncesinde bastırır. Böylece örnekleyici gelen sinyali daha iyi ayırt edebilir. Çizimdeki konnektör, manyetik devre ve PHY genel işlevsel konumları gösterir. Çizim, herhangi bir Feichang ürününde kullanılan yongayı tanımlamaz veya hibrit devrenin kart üzerinde görülebilen ayrı bir bileşen olduğunu ima etmez.
Konnektörler, bağlantı panelleri ve kablo bölümleri her noktada ideal empedansı koruyamaz. Empedanstaki bir değişim, yerel sinyalin bir kısmını geri yansıtabilir. Bu yansımanın geri dönmesi zaman alır. Yalnızca o anda gönderilen yerel sinyali çıkarmak, gecikmeli bileşenleri ortadan kaldırmaz; farklı süreksizlikler, farklı genlik ve gecikmelere sahip yankılar oluşturabilir. Bu nedenle alıcıda ikinci bir yankı giderme aşaması gerekir.
Bilinen gönderim dizisinden yankıyı tahmin edip çıkarma
PHY, gönderdiği sembollerin bir kopyasına zaten sahiptir. Sayısal alım işlemesi, mevcut ve önceki yerel sembolleri referans alıp farklı gecikmelerdeki katkıları ağırlıklandırarak örnekleme noktasındaki yankıyı tahmin edebilir. Bu tahmini birleşik örnekten çıkarmak, karşı uçtan gelen sembollerin algılanmasını kolaylaştırır. Kablolamadaki bir değişiklik yankı yolunu değiştirebilir; bu nedenle tahmin, her kabloya aynı sabit değeri uygulamak yerine yankı yolundaki değişiklikleri izlemelidir.
Varsayımsal tek bir örnek ele alalım. Analog ön uçtan sonra alıcı, keyfî birimlerle ifade edilen 0.8 değerinde bir birleşik örnek görür. Bunun 0.6 kadarı yerel yankı, 0.2 kadarı karşı uçtan gelen sinyal olsun. Sayısal işleme yankıyı 0.58 olarak tahmin ederse çıkarma sonucunda 0.22 kalır. Bu sonuç, karşı uçtan gelen 0.2 değerine yakındır; kalan hata 0.02 olur. Sayılar, hesabın doğrulanabilmesi için verilmiştir. Bunlar ne standart gerilim değerleri ne de cihaz ölçümleridir. Başka bir örnekleme anında yankı negatif olabilir; bu durumda yankıyı çıkarmak sonucu artırır.
Gerçek alıcılarda diğer çiftlerden kaynaklanan çapraz konuşma, kanal kaybı ve semboller arası girişim de görülür. Yakın uç çapraz konuşmasının giderilmesi ve denkleştirme, farklı etkileri ele alır. Bu işlemler, PHY sembolleri geri kazanırken gerçekleşir. Sonraki aşamadaki anahtarlama mantığı, geri kazanılan çerçeveleri veya alım hatalarını görür. Yansıtılmış bir anahtar portundan yapılan paket yakalama, çerçevelerin bir sonraki katmanda nasıl aktarıldığını gösterebilir; ancak PHY içinde kalan yankıyı gösteremez.
Kurulu kanal çalışmazken kısa bir bağlantı kablosu neden çalışabilir?
İki cihaz kısa bir bağlantı kablosu üzerinden kararlı bir gigabit bağlantısı kurabilir; ancak pano bağlantı paneli ve kalıcı kablolama üzerinden yeniden bağlandıklarında bağlantı parametrelerini zaman zaman yeniden müzakere edebilir veya alım hata sayaçları artabilir. Bu karşılaştırma, olası nedenleri daraltır. Farklı bükümlü çiftlerden alınan iletkenlerin yanlış eşleştirilmesi, zayıf temas, çift bükümünün fazla açılması, ekleme kaybı, çapraz konuşma veya yapılandırma farkı benzer belirtilere yol açabilir. Bağlantı göstergesinin yanması, o anda bağlantının kurulmuş olduğunu gösterir. Bağlantının çalışma payını ölçmez.
Onaylı bir bakım aralığında, her iki uçta müzakere edilen hızı ve alım hatası sayılarını kaydedin. Aynı cihazlar, ayarlar ve trafikle, sağlam olduğu bilinen kısa bir bağlantı kablosunu kullanarak karşılaştırma yapın. Kurulu kanalı yeniden bağlayın ve uygun bir kablo sertifikasyon cihazıyla damar bağlantı düzenini, ekleme kaybını, geri dönüş kaybını ve yakın uç çapraz konuşmasını kurulum için geçerli sınır değerlere göre test edin. Geri dönüş kaybı, kanaldaki yansımalar hakkında bilgi verir. Alım hataları ise bağlantının kullanım sırasındaki performansını gösterir. Bu sonuçlar birbirini destekleyebilir, ancak hiçbiri tek başına PHY’nin iç filtresinin durumunu ortaya koymaz.
Kurulu kanalda sorun görülürse pano içi bağlantı kablosunu, bağlantı panelindeki sonlandırmayı, kalıcı kabloyu ve saha sonlandırmasını her seferinde yalnızca bir öğeyi değiştirerek ayrı ayrı kontrol edin. Her değişiklikten sonra iki yöndeki trafiği ve hata sayaçlarındaki artışı kaydedin. Eşit uzunluktaki gözlem aralıklarını karşılaştırın. Proje daha uzun süreli kararlılık kontrolleri gerektiriyorsa gerçek kullanımı temsil eden ekipman çalışmasını, titreşimi ve kablonun kurulumdaki sabitleme biçimini de kontrole dâhil edin. Tezgâh testinin bir kez başarılı olması, üretim ortamındaki bağlantı yolunun güvenilirliğini kanıtlamaz.
Ürün özelliklerini ve test sonuçlarını yorumlama
Feichang’ın dört 10G optik porta ve sekiz gigabit bakır porta sahip yönetilebilir DIN ray tipi anahtarının teknik özelliklerinde otomatik müzakereli sekiz 10/100/1000BASE-T RJ45 arayüzü listelenir. Bu cihaz, burada ele alınan endüstriyel bakır arayüzün bir örneğidir. Kullanılan analog mimari, sayısal tahmin yöntemi, tanılama ve toparlanma davranışı ekipmana bağlıdır. Anahtarda fiber portlar da varsa bakır kanalı ve optik güç bütçesini ayrı ayrı test edin.
Kabul için doğrulanabilir üç soru sorun. Cihazlar hedeflenen hız ve dupleks modunda anlaşmış mı? Yansıma ve çapraz konuşma ölçümleri seçilen kablolama sınırlarını karşılıyor mu? Gerçek uygulama zaman içinde her iki yönde de veri alışverişi yapabiliyor mu? İlk soruyu cihaz durumu, ikinciyi kablo sertifikasyon cihazı, üçüncüyü ise sayaçlar ve uygulama sonuçları yanıtlar. Böylece PHY’nin karşı uçtan gelen sinyali nasıl algıladığı ile mühendisin sahada toplayabileceği kanıtlar arasında bağlantı kurulur.
Kaynaklar ve kapsam
Marvell 88E1111 PHY §2.6.3 · Feichang dört -10G optik portlu ve sekiz gigabit bakır portlu endüstriyel anahtar (Çince)
Çince teknik makaleden çevrilmiştir: Çince özgün makaleyi okuyun.
Sık sorulan sorular
Tam dupleks Gigabit Ethernet, gönderim ve alım için ayrı çiftler kullanır mı?
Tam dupleks 1000BASE-T’de dört çiftin her biri iki yönde de sinyal taşır.
Diferansiyel alım, yerel gönderim sinyalini ortadan kaldırır mı?
Diferansiyel alım, ortak mod girişiminin bir kısmını bastırır. Yerel gönderim sinyali de diferansiyel olduğundan yankı giderme gerekir.
Paket yakalama, giderme sonrası kalan yankıyı gösterebilir mi?
Normal bir paket yakalama, geri kazanılan çerçeveleri içerir. Kanal sertifikasyon sonuçlarını, port sayaçlarını ve kontrollü parça değiştirme testlerini karşılaştırın.
Ek okumalar
Klasik CAN neden doldurma bitleri ekler? · Gigabit fiber portun çerçeveler arasında gönderdiği sinyaller
