เหตุใด Ethernet / RJ45 กับซ็อกเก็ตแม่เหล็ก

ตามที่ชื่อบอกจริง ๆ แล้วเหตุใดซ็อกเก็ตอีเธอร์เน็ตจึงจำเป็นต้องใช้คู่ - แม็ก ฉันมีความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แต่ส่วนใหญ่ฉันไม่สามารถค้นหาคำที่เหมาะสมกับ Google ได้อย่างถูกต้อง

คำตอบที่ถูกต้องคือเพราะสเปคอีเธอร์เน็ตต้องใช้มัน

แม้ว่าคุณจะไม่ได้ถามก็ตามคนอื่น ๆ อาจสงสัยว่าทำไมการเชื่อมต่อนี้จึงถูกเลือกสำหรับอีเธอร์เน็ตประเภทนั้น โปรดทราบว่าสิ่งนี้ใช้ได้เฉพาะกับอีเธอร์เน็ตแบบจุดต่อจุดเช่น 10base-T และ 100base-T ไม่ใช่อีเธอร์เน็ตดั้งเดิมหรือกับอีเธอร์เน็ต ThinLan

ปัญหาคืออีเธอร์เน็ตสามารถรองรับการทำงานได้ค่อนข้างนานเช่นอุปกรณ์ที่ปลายที่แตกต่างกันสามารถขับเคลื่อนจากสาขาที่ห่างไกลของเครือข่ายการกระจายพลังงานภายในอาคารหรือแม้แต่อาคารที่แตกต่างกัน ซึ่งหมายความว่าสามารถออฟเซ็ตกราวด์ได้อย่างมีนัยสำคัญระหว่างโหนดอีเธอร์เน็ต นี่เป็นปัญหาของแผนการสื่อสารที่อ้างอิงภาคพื้นดินเช่น RS-232

มีหลายวิธีในการจัดการกับออฟเซ็ตกราวด์ในสายการสื่อสารโดยมีสองวิธีที่ใช้กันมากที่สุดคือการแยก opto และการเชื่อมต่อหม้อแปลง การมีเพศสัมพันธ์เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับอีเธอร์เน็ตเนื่องจากข้อแลกเปลี่ยนระหว่างวิธีการกับอีเธอร์เน็ตที่พยายามทำสำเร็จ แม้แต่อีเทอร์เน็ตเวอร์ชันแรกสุดที่ใช้ Transformer Coupling จะทำงานที่ 10 Mbit / s นี่หมายความว่าอย่างน้อยที่สุดช่องสัญญาณโดยรวมต้องรองรับสัญญาณดิจิตอล 10 MHz แม้ว่าในทางปฏิบัติด้วยรูปแบบการเข้ารหัสที่ใช้จริงแล้วต้องใช้สองครั้ง แม้แต่คลื่นสี่เหลี่ยม 10 MHz ก็ยังมีระดับความทนทานเพียง 50 ns ที่เร็วมากสำหรับ opto-couplers มีการส่งผ่านแสงหมายความว่าจะไปเร็วกว่านั้นมาก แต่มันไม่ถูกหรือง่ายที่ปลายแต่ละด้านเหมือนกับที่อีเธอร์เน็ตพัลส์หม้อแปลง

ข้อเสียอย่างหนึ่งของการมีเพศสัมพันธ์หม้อแปลงคือ DC หายไป ที่จริงแล้วไม่ใช่เรื่องยากที่จะจัดการ คุณตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อมูลทั้งหมดถูกนำมาใช้โดยการมอดูเลตเร็วพอที่จะทำให้มันผ่านหม้อแปลง ถ้าคุณดูสัญญาณอีเธอร์เน็ตคุณจะเห็นว่าเรื่องนี้ได้รับการพิจารณาอย่างไร

มีข้อดีที่ดีสำหรับหม้อแปลงเช่นกันการปฏิเสธโหมดทั่วไปที่ดีมาก หม้อแปลงจะ "เห็น" แรงดันข้ามขดลวดเท่านั้นไม่ใช่แรงดันทั่วไปที่ปลายทั้งสองของขดลวดจะถูกขับเคลื่อนไปพร้อมกัน คุณจะได้ส่วนหน้าที่แตกต่างกันโดยไม่มีวงจรโดยเจตนาเพียงฟิสิกส์พื้นฐาน

เมื่อตัดสินใจเลือกข้อต่อของหม้อแปลงแล้วจึงง่ายต่อการระบุแรงดันไฟฟ้าแยกสูงโดยไม่ต้องสร้างภาระมากนัก การสร้างหม้อแปลงไฟฟ้าที่จะป้องกันฉนวนไฟฟ้าปฐมภูมิและทุติยภูมิเกิดขึ้นน้อยมาก 100 V เว้นแต่ว่าคุณพยายามไม่ทำ การทำให้ดีถึง 1,000 V นั้นไม่ยากหรือแพงกว่ามาก ระบุว่าอีเทอร์เน็ตสามารถใช้ในการสื่อสารระหว่างสองโหนดที่ขับเคลื่อนด้วยแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญไม่ใช่เพียงเพื่อจัดการกับโวลต์ของการชดเชยภาคพื้นดิน ตัวอย่างเช่นมันสมบูรณ์ดีและภายในมาตรฐานที่จะมีโหนดหนึ่งขี่บนเฟสสายไฟกับอีกอ้างอิงถึงความเป็นกลาง

1. ความเหงา ดังนั้นหากสายไฟถูกลัดวงจรเป็นไฟฟ้าแรงสูงบอร์ดของคุณจะไม่ระเบิด
2. มันเป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากปลายอีกด้านอาจมีพื้นแตกต่างกัน นั่นเป็นกรณีของการแยกเฉพาะ แต่มันก็จำเป็นในการดำเนินงานตามปกติ

การแยกเป็นแนวคิดที่ดีมากเกี่ยวกับระบบการสื่อสารที่เชื่อมโยงฮาร์ดแวร์ที่แตกต่างกันมากมายในบริเวณกว้าง คุณไม่ต้องการความผิดพลาดในปัจจุบัน / แรงดันไฟฟ้าในสายไฟหลักหรืออุปกรณ์ที่จะแพร่กระจายไปยังสายการสื่อสารของคุณ

โดยทั่วไปมีสองตัวเลือกสำหรับการแยกออปโตและหม้อแปลง การแยกหม้อแปลงมีข้อดีที่สำคัญสองประการ ประการแรกพลังงานสัญญาณผ่านหม้อแปลงไฟฟ้าซึ่งหมายความว่าคุณไม่จำเป็นต้องได้รับแหล่งจ่ายไฟไปยังด้าน "แยก" ของสิ่งกีดขวาง หม้อแปลงที่สองนั้นดีมากในการสร้างและรับสัญญาณที่แตกต่างในขณะที่ให้การปฏิเสธโหมดทั่วไปที่สูงสิ่งนี้ทำให้พวกมันเข้ากันได้ดีกับการเดินสายแบบคู่บิด ประการที่สามมันเป็นเรื่องง่ายที่จะออกแบบหม้อแปลงความถี่สูง (aka ความเร็วสูง) กว่า optocouplers

การมีเพศสัมพันธ์ของหม้อแปลงมีข้อเสียบางส่วนหม้อแปลงไม่ทำงานที่ DC และหม้อแปลงขนาดเล็กที่ทำงานได้ดีที่ความถี่สูงจะทำงานได้ไม่ดีที่ความถี่ต่ำ

ฟังก์ชั่นที่ไร้รอยต่อที่สำคัญอย่างหนึ่งที่ถูกลืมบ่อยครั้งคือการจับคู่อิมพิแดนซ์:

หม้อแปลงสัญญาณตรงกับอิมพีแดนซ์ด้าน PHY (ประเภท 100 โอห์ม diff) กับอิมพีแดนซ์ด้านสาย (ประเภท 150 โอห์ม diff)

สรุปบางส่วนหลังจากความคิดเห็นของ Kevin:

จากที่นี่ :

การตั้งชื่อบางอย่างสำหรับสายเคเบิล differetn:

• UTP = สายเคเบิล 4 คู่ที่ไม่ได้รับการป้องกัน (100%)
• STP = สายเคเบิลทั้งคู่หุ้มด้วยฟอยล์ / ถักเปียหุ้มฉนวนพร้อมตัวป้องกันแบบแยกทีละ 150 โอห์ม
• FTP = สายเคเบิลป้องกัน 4 คู่หุ้มฟอยล์โดยรวม, 100 โอห์ม
• ScTP = สายเคเบิลฟอยล์หุ้มฉนวนฟอยล์ / ถักเปียโดยรวม, 100 หรือ 120 โอห์ม

นอกจากนี้ 100-ohm UPT และ 150-ohm STP ถูกกล่าวถึงใน Standard เป็นสื่อ --- ดู IEEE 802.3, sub-clause 24.1.2, รายการ d)

ดังนั้นจึงเป็นที่ชัดเจนที่จะบอกว่าหม้อแปลงสัญญาณตรงกับสมรรถภาพด้าน PHY (Typ 100 โอห์ม diff) กับสมรรถภาพด้านสาย (อาจจะเป็นต่างๆ)