ทำไมสาย Ethernet ไม่ต่อสายดิน?


41

ไม่มี GND เฉพาะใน pinout Ethernet 8P8C ("RJ45") แบบคลาสสิค [1]

ทำไมสเปคอีเธอร์เน็ตไม่รวมถึงพื้นดินซึ่งแตกต่างจากหลายประเภทสายเคเบิลอื่น ๆ ที่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อกันทั้งอุปกรณ์ที่อาจจะมีแหล่งพลังงานที่เป็นอิสระได้เป็นอย่างดีเช่นRS-232หรือUSB ?


15
และโปรดทราบว่าสัญญาณทั้งหมดนั้นแตกต่างกัน สิ่งนี้อาจบอกคุณบางอย่าง;)
Rohat Kılıç

9
rs232 อ้างอิงถึงกราวด์, usb พาวเวอร์, กราวด์และสัญญาณดิฟใช่, แต่ไม่เกี่ยวข้องที่นี่. อีเธอร์เน็ตมีความหมายในการใช้งานหลายร้อยฟุตนั่นเป็นเงื่อนงำอื่น
old_timer

6
@mykhal USB ทำ แต่ RS-232 ไม่ได้ คุณอาจถามคำถามได้ที่นี่: USB ใช้สัญญาณต่างกันทำไม USB ถึงมีปัญหา นั่นเป็นเพราะ USB ยังมีสายไฟบนชั้นกายภาพของมัน เพียงแค่ความแตกต่างของสัญญาณไม่ต้องการพื้นดิน (คิดเกี่ยวกับไมโครโฟนแบบไดนามิก, CAN และอื่น ๆ )
Rohat Kılıç

5
@ RohatKılıçนั่นไม่จริงเลย สำหรับเส้นที่ต่างกันซึ่งไม่แยกด้วยไฟฟ้าอาจจำเป็นต้องใช้พื้นดินหรืออย่างน้อยก็มีประโยชน์เพื่อลดความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างจุดปลาย นี่คือตัวอย่างที่แนะนำสำหรับ RS-485 การส่งสัญญาณที่แตกต่างไม่ใช่เวทมนตร์ ยังคงมีข้อ จำกัด แรงดันไฟฟ้าสำหรับตัวรับส่งสัญญาณที่สัมพันธ์กับพื้นดินในท้องถิ่นของตนที่ต้องปฏิบัติตามเพื่อหลีกเลี่ยงการระเบิดหรือบิดเบือนสัญญาณ
nitro2k01

2
อีกทั้ง USB ไม่ได้ใช้สัญญาณต่างกันตลอดเวลา D + / D- บางครั้งก็ต่างกัน แต่บางครั้งก็สูงหรือต่ำทั้งสอง
Tom Carpenter

คำตอบ:


48

หากคุณเพียงแค่ไม่สนใจ POE 48 โวลต์ในภาพด้านล่างคุณสามารถดูอีเธอร์เน็ตใช้หม้อแปลงบนทั้งสองด้าน

วิธีนี้ไม่จำเป็นต้องมีกราวด์ทั่วไปตราบใดที่แรงดันไฟฟ้าโหมดทั่วไปยังคงต่ำกว่า 1500V โดยทั่วไป สเปคการแยกของหม้อแปลง

Imgur

และเป็นโบนัสตอนนี้คุณก็รู้ว่า POE ทำงานอย่างไร ( 802.3at )

อย่างไรก็ตาม CAT6A มักจะมีตัวเชื่อมต่อที่มีฉนวนหุ้ม โล่จะต่อสายดินเข้ากับตัวถังโดยใช้ลิ้นอากาศเล็ก ๆ ด้านในซ็อกเก็ต

รูปภาพต้นฉบับ


4
ความคิดเห็นของคุณใน CAT6A ไม่ถูกต้อง การป้องกันไม่ใช่คุณสมบัติของข้อมูลจำเพาะของ CAT สิ่งที่คุณอ้างถึงคือ FTP หรือ STP นอกจากนี้คุณไม่ได้รับคำตอบที่แท้จริงนั่นคือการส่งสัญญาณส่วนต่างมี SNR ที่ดีกว่าการส่งสัญญาณภาคพื้นดินทั่วไป
Aron

12
@Aron No คำถามนี้ถามว่าทำไมอีเทอร์เน็ตไม่มีพิน GND เมื่อมีการเชื่อมต่อประเภทอื่นเช่น USB USB ยังใช้การส่งสัญญาณที่แตกต่างกันดังนั้นจึงไม่ใช่ "คำตอบที่แท้จริง"
Finbarr

1
@Finbarr USB ไม่ได้ต่างกันอย่างสมบูรณ์ มันใช้แรงดันไฟฟ้าเฉพาะเพื่อระบุสถานะรถบัสที่เฉพาะเจาะจง
Jeroen3

1
@ Jeroen3 ฉันเห็นสิ่งนี้ในคำตอบของคุณแล้ว แต่ฉันไม่แน่ใจว่าคุณหมายถึงอะไรโดย "โหมดทั่วไป" และทำไม 1500V ไม่ควรเป็นไปได้กับอีเธอร์เน็ต byt จะอยู่ใน USB หรือ RS-232
mykhal

1
@mykhal ใน USB ได้ 1500V ไม่ได้เรื่องเพราะสิ่งที่จะทำลายมากเร็วเพราะ USB มีพื้นดินทั่วไป
คริสเตียน

27

ทำไม Ethernet ไม่ต่อสายดิน? มีสองเหตุผล:
1. มันจะสร้างกราวด์กราวด์ระหว่างอุปกรณ์
2. อุปกรณ์จะไวต่อ ESD ซึ่งแพร่หลายในสายเคเบิลที่ถูกย้ายหรือจัดการ (จากการชาร์จแบบไทรโบอิเล็กทริก)

เหตุผลที่ Ethernet มีความไวต่อกราวด์กราวด์มากกว่าเพราะ:

  1. ลูปอาจมีขนาดใหญ่กว่ารายละเอียดสายเคเบิลอื่น ๆ ด้วยระยะห่าง 100 เมตรระหว่างอุปกรณ์ USB คือ 5m, RS232 us 15m อุปกรณ์อีเธอร์เน็ตมีแนวโน้มที่จะอยู่ในห้องต่าง ๆ ในขณะที่อุปกรณ์ USB มักต่อสายดินกับคอมพิวเตอร์ (หรือฮับ) และอยู่บนพื้นดินเดียวกันหรือในห้องเดียวกันในวงจรไฟหลักเดียวกัน
  2. แรงดันไฟฟ้าของอีเธอร์เน็ตต่ำกว่า± 1V พร้อมกระแส ~ 10mA RS232 นั้นสูงกว่ามากที่ 5V หรือ 15V USB คือ 3.3V สิ่งนี้ทำให้เกิดความผิดพลาดได้ง่ายขึ้น

บริษัท และวิศวกรที่ออกแบบสเป็คอีเธอร์เน็ตมีสิ่งนี้อยู่ในใจ (มีความคิดมากมายที่ต้องคำนึงถึงสเป็ค)

หากคุณมีสายดินระหว่างตัวส่งและตัวรับมันจะสร้างลูปกราวด์ สายกราวด์นี้จะเกิดขึ้นจากสายเคเบิลและเส้นทางกลับจะเป็นกราวด์เมนตามที่แสดงด้านล่าง สนามแม่เหล็กใด ๆ ที่ไหลผ่านลูปจะสร้างกระแสตามสายเคเบิล (และส่วนที่เหลือของลูป) แม้ว่าคุณจะแยกสายสัญญาณออก แต่สิ่งนี้อาจเป็นปัญหาได้เนื่องจากการเหนี่ยวนำร่วมกันระหว่างสาย (สายที่วิ่งไปด้านข้างซึ่งกันและกันสามารถเป็นคู่กระแสจากหนึ่งไปยังอีก) สิ่งนี้จะส่งสัญญาณรบกวน (และอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดบิตที่อาจเกิดขึ้นและการสูญเสียแพ็กเก็ต)

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ดังนั้นหากคุณเพิ่มหม้อแปลงแยกระหว่างอุปกรณ์คุณจะแบ่งลูปและยังสามารถส่งสัญญาณได้อย่างรวดเร็วระหว่างตัวส่งและตัวรับ ข้อดีอีกอย่างของการแยกกัลวานิกยังเพิ่มความต้านทานของสายเคเบิลไปยังอุปกรณ์ในกรณีที่มีการคายประจุไฟฟ้าสถิตขนาดใหญ่

นี่เป็นตัวอย่างของการแยกระหว่างอุปกรณ์สองตัวอีเธอร์เน็ตมีหม้อแปลงแยกสองตัว แต่ผลลัพธ์เหมือนกันมันแยกลูปกราวนด์ (และลดเสียงรบกวนของโหมดทั่วไปร่วมกับคู่บิดและโช้กโหมดทั่วไป )

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ภาพจากวิกิพีเดียบนลูปพื้นดิน


ความหมายในทางปฏิบัติของรูปแบบที่สองคืออะไร? ฉันไม่เคยเห็นสายเคเบิลอีเทอร์เน็ตใด ๆ กับหม้อแปลงแยกในศูนย์;)
mykhal

2
มันเป็นตัวอย่างของการแยกระหว่างสองอุปกรณ์
เข็มแรงดันไฟฟ้า

2
ทำไมไม่ใช้หม้อแปลงแยกสองตัวแทนล่ะ? หนึ่งใน C1 และอีกอันใน C2 เหมือนในความเป็นจริง ไม่ควรเข้าใจยากกว่าหม้อแปลงไฟฟ้าตัวเดียว
Oskar Skog

3
ฉันอาจจะแก้ไขอันนี้เมื่อฉันมีเวลา ... แต่ไม่ว่าคุณจะมีหม้อแปลง 1 หรือ 2 ตัวมันไม่สำคัญว่าคุณต้องการทำลายลูปกราวด์หรือไม่ วัตถุประสงค์รองคือการแยก ESD ดังนั้นจึงช่วยให้มีหนึ่งในแต่ละปลาย หากต้องการทำลายลูปกราวด์คุณต้องใช้เพียงครั้งเดียว ฉันเลือกแผนภาพนี้เพราะมีไฟ AC อยู่ในนั้นและอื่น ๆ ไม่มี
แรงดันไฟฟ้า

1
@mykhal รูปแบบที่สองบางครั้งใช้ในแอปพลิเคชั่นเสียงที่วนลูปกราวด์ได้ก่อตัวขึ้นระหว่างอุปกรณ์สองเครื่องและกระแสที่เกิดขึ้นนั้นมีส่วนประกอบในวงดนตรีเสียง การเพิ่มหม้อแปลงแยกจะเป็นการชั่วคราวที่ด้านนอกของอุปกรณ์จะทำลายวงจรลูปกราวด์
ทอดด์วิลค็อกซ์

17
  1. การส่งสัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียลหมายความว่าไม่จำเป็นต้องมีพื้นดินทั่วไปเป็นจุดอ้างอิง นอกจากนี้ยังขัดแย้งกับความจำเป็นในการป้องกันซึ่งมักมีการต่อสายดิน
  2. ไม่มีการถ่ายโอนกำลังไฟ DCอีกครั้งทำให้ไม่ต้องใช้พื้นดินทั่วไปและทำให้จุด # 3 เป็นไปได้
  3. การแยกด้วยไฟฟ้าทำให้ดินต่อต้าน สเป็คใช้ความพยายามอย่างมากในการทำให้อุปกรณ์ที่มีศักยภาพแตกต่างกันสามารถทำงานร่วมกันได้ดังนั้นการเพิ่มสายดินนั้นจะทำให้ความพยายามนี้เป็นโมฆะ

/ แก้ไข: ตามที่ Tom Carpenter ชี้ให้เห็นว่ามีการใช้ POE อย่างเหมาะสมพร้อมตัวแปลง DC-DC ที่แยกได้ แต่ยังคงคุณสมบัติการแยกกัลวานิกและคุณสมบัติ "ไม่มีสายที่พื้นดิน" (ตกลง, POE แบ่งส่วนแยกกัลวานิกและเพิ่มชนิดของสายดิน, ไม่สามารถมองเห็นได้ชัดเจน, แต่มันอยู่ตรงนั้น. แต่ POE เป็นแฮ็คที่ด้านบนของอีเทอร์เน็ต, ไม่ใช่ส่วนดั้งเดิมของข้อมูลจำเพาะ, อุปกรณ์ Non-POE รักษาข้อดีดั้งเดิมไว้ .)

USB มีการส่งสัญญาณที่แตกต่างเช่นกัน แต่ก็ยังมีไฟ DC การดำรงอยู่ของความเป็นไปได้ของการเปิดเครื่องเพียงอย่างเดียวทำให้จำเป็นต้องมีพื้นที่ส่วนกลาง

RS-232 ไม่ได้พกพาไฟ แต่สัญญาณไม่ใช่คู่ดิฟเฟอเรนเชียลในตัวมันเป็นสายไฟเส้นเดียวที่อ้างอิงกับพื้น - ซึ่งทำให้พื้นดินทั่วไปจำเป็น


6
ที่จริงแล้ว PoE ควรแยกตัวออกจากไฟฟ้า พวกเขาทำเช่นนั้นโดยใช้ตัวแปลง DC-DC แบบแยกซึ่งให้การแยก 1500V ที่จำเป็น
Tom Carpenter

นอกจากนี้คุณสมบัติสายคู่บิดของสายเคเบิลจะปฏิเสธเสียงดังเนื่องจากเสียงรบกวนที่เพิ่มขึ้นในหนึ่งวงจะถูกลบในลูปถัดไป ดังนั้นการป้องกันที่ได้รับจากโล่ที่มีสายดินทั่วไปจึงมีความสำคัญน้อยกว่า การจับคู่แบบบิดเป็นส่วนหนึ่งของข้อมูลจำเพาะของแมว
Henrik

@TomCarpenter ขอบคุณรวมอยู่ด้วย เห็นได้ชัดว่าฉันจัดการกับเส็งเคร็ง POE จนถึง
:)

@Henrik Rejecting noise เป็นคุณสมบัติของการส่งสัญญาณที่แตกต่างกันการบิดเพียงเปิดใช้งานบน crosstalk ระหว่างคู่ เสียงจะไม่ถูกหักออกจากสายเคเบิล แต่จะถูกเพิ่มเข้าไปในตัวนำที่ตรงกันข้าม จากนั้นกลไกที่แตกต่างจะลบออก โล่ทั่วไปจะไม่ช่วยลด crosstalk อยู่ดี
Agent_L

5
@Agent_L อาจเป็นไปได้ว่าผู้คนจำนวนมากเพียงแค่ใช้คู่สำรองในการเชื่อมโยงอีเธอร์เน็ตเพื่อดำเนินการ DC และเรียกว่า PoE ...
Finbarr

8

การต่อสายดินมักเข้าใจผิดว่าเป็นทางออกสุดท้ายสำหรับการเชื่อมโยงสิ่งต่าง ๆ เข้าด้วยกัน อย่างไรก็ตามในกรณีส่วนใหญ่แม้ในการวิ่งระยะสั้นการต่อสายดินจะเพิ่มปัญหามากกว่าที่จะแก้ไข

ปัญหาที่เกิดขึ้นจากการแบ่งปันพื้นดินในระยะทางไกลคือคุณคิดว่าปลายทั้งสองข้างมีแนวโน้มที่เท่ากัน ในโลกที่สมบูรณ์แบบที่อาจเป็นจริง แต่ในชีวิตจริงมันแทบจะไม่มีเลย

ไม่ว่าจะเป็นเพราะการเดินสายไฟไม่ดีการรั่วซึมของพื้นดินหรือ EMI มีผลต่อพื้นดินที่นี่บนจอภาพนี้จะแตกต่างจากพื้นดินที่นั่นในทีวีของคุณ เช่นนี้เมื่อคุณใช้สายเคเบิลที่มีสายดินระหว่างพวกเขาจะมีกระแสไหลผ่านพื้นดินนั้น

ยิ่งไปกว่านั้นพื้นดินทั่วไปจะกลายเป็นเส้นทางกลับปัจจุบันสำหรับสัญญาณของคุณ นั่นหมายความว่าคุณกำลังเพิ่มสัญญาณรบกวนในสายดิน หากระบบการสื่อสารของคุณใช้หลายบรรทัดระบบจะแบ่งปันเส้นทางการส่งคืนเดียวกันได้อย่างมีประสิทธิภาพและกระแสน้ำก็ซับซ้อนมากขึ้นและเสียงก็จะแย่ลงกว่าเดิม

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ยิ่งสายเคเบิลยาวเท่าไหร่ความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าก็จะมากขึ้นตามสายดินนั้น หากมีความแตกต่างมากพอเดลต้าระหว่างกราวด์กับแรงดันสัญญาณจะลดต่ำลงคุณจะไม่สามารถแยกแยะสัญญาณได้อีก

ภาพด้านล่างแสดงถึงสิ่งนี้ โปรดสังเกตว่าคุณมีแสงสองดวงอยู่เหนือพื้นดินของคุณในระยะทาง คุณสามารถเห็นได้ว่าด้วยพื้นแข็งที่ดีคุณสามารถบอกได้อย่างง่ายดายในช่วงกลางที่มีการเปิดไฟ อย่างไรก็ตามในสถานการณ์มือขวาที่ขอบเขตของพื้นดินยากที่จะระบุได้มันเป็นไปไม่ได้ที่จะบอกได้ว่ามันเป็นแสงที่สูงหรือต่ำ

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

มาตรฐานเช่น ETHERNET และระบบการสื่อสารที่แตกต่างอื่น ๆ ใช้เทคนิคที่แตกต่างกันซึ่งไม่จำเป็นต้องมีพื้นฐานทั้งหมด

โดยการส่งเป็นสัญญาณบวกและลบผ่านสายเฉพาะสองสายผู้รับสามารถเลือกสัญญาณโดยตรวจสอบความแตกต่างระหว่างสายเหล่านั้นแทนที่จะเปรียบเทียบกับแรงดันอ้างอิงที่ส่งผ่าน (เช่น "กราวด์") ภาพด้านล่างแสดงให้เห็นถึงวิธีการทำงาน สังเกตว่าแม้มีสัญญาณรบกวนที่ด้านขวาคุณยังสามารถบอกได้ว่ากำลังส่งสัญญาณใด

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

เทคนิคนี้ไม่เพียง แต่อนุญาตให้ส่งสัญญาณในระยะไกลมากขึ้น แต่ยังช่วยลดความไวของระบบต่อสัญญาณรบกวนในโหมดทั่วไป เนื่องจากแต่ละเส้นทางของสัญญาณปัจจุบันจะถูก จำกัด ด้วยสายเฉพาะสองสายนั้นการแบ่งปันเส้นทางกลับระหว่างสัญญาณจึงถูกกำจัด

สำหรับอีเธอร์เน็ตโดยเฉพาะหม้อแปลงจะใช้เพื่อเชื่อมต่อกับสายไฟซึ่งให้การแยกที่สมบูรณ์ระหว่างสื่อการส่งสัญญาณกับผู้ส่ง / ผู้รับ


4

คำตอบที่ผ่านมาได้พลาดองค์ประกอบสำคัญอย่างหนึ่งนั่นคือป้องกันเสียงคู่รัก

มาตรฐานอีเธอร์เน็ตได้รวมทั้ง UTP และ STP (คู่ที่ไม่มีการป้องกัน / ป้องกันคู่) มานานหลายทศวรรษ

IBM ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากการรวม STP ดั้งเดิมเข้ากันได้กับ Token Ring การอ้างสิทธิ์คือการป้องกัน STP ให้การป้องกันเสียงรบกวนเพิ่มเติมสำหรับคู่ที่แตกต่างกัน (การต่อรองราคาเพียง 5 เท่า!) อย่างไรก็ตามประสบการณ์ชีวิตจริงแสดงให้เห็นว่าการป้องกันนั้นให้ประสิทธิภาพที่แย่ลง จุดแหล่งกำเนิดของสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าถูกเชื่อมต่อกับระบบป้องกันซึ่งเสียงจะมีความยาวของสายเคเบิลทั้งหมดเพื่อต่อเข้ากับสายคู่บิด

การป้องกันสามารถเพิ่มครอส - คุยได้ คู่บิดในอัตราที่แตกต่างกันเล็กน้อยตารางปกติคือ 11/12/13/14 บิดต่อเท้า วิธีนี้พวกเขาไม่ได้ซ้อนกันทางกายภาพเพื่อสร้างหม้อแปลงกาฝากเมื่อสายเคเบิลบิดและดึงระหว่างการติดตั้ง มันใช้งานได้ดี ดีกว่าที่คุณคาดหวัง แต่การกระเพื่อมนั้นจะยืดเกราะระหว่างคู่, เชื่อมต่อสัญญาณกับโล่และคู่อื่น ๆ


1
คำถามคือเกี่ยวกับสายดินไม่ใช่การป้องกัน สายเคเบิลจำนวนมากมีตัวป้องกันและสายกราวด์แยกเช่น USB
Agent_L

3

หากต้องการรวมคำถามและความคิดเห็นของ USB และอีเทอร์เน็ตเช่นเหตุใดจึงมีอีเทอร์เน็ตแบบแยกกระแสไฟฟ้าและ USB ไม่

อ่านข้อมูลเกี่ยวกับประวัติ USB และเอกสารที่เกี่ยวข้อง มันจะเป็น "ค่าใช้จ่ายต่ำ", "ระยะทางสั้น ๆ " (5 เมตร) สัญญาณพอร์ตที่เหมาะสำหรับคอมพิวเตอร์ที่บ้านและที่ทำงานและราคาถูกกว่าความต้องการอื่น ๆ ทั้งหมด USB ยังมีหน้าที่ในการปรับปรุงประสิทธิภาพอัตราข้อมูลผ่านพอร์ตขนานเครื่องพิมพ์และพอร์ต RS232

USB จะถูกนำไปใช้กับพีซีที่ผลิตขึ้นทั้งหมด ไม่ว่าผู้ใช้ต้องการหรือไม่ นั่นหมายความว่าจะต้องมีต้นทุนต่ำ พอร์ตเครื่องพิมพ์แบบขนานและพอร์ต RS232 และตัวเชื่อมต่อที่เกี่ยวข้องขนาดใหญ่มีค่าใช้จ่ายอย่างมากสำหรับคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่ได้รับความนิยม และนั่นก็ทำให้พีซีและแล็ปท็อปราคาแพงขนาดใหญ่ขึ้นหนักขึ้นและสิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้น USB ซึ่งจะเป็น "ต้นทุนต่ำ" มากไม่มีหม้อแปลงไฟฟ้าเพื่อให้แยกไฟฟ้าได้ และทำให้ง่ายต่อการจ่ายไฟ DC ไปยังอุปกรณ์ต่อพ่วง การส่งสัญญาณข้อมูล USB สำหรับการขาดวลีที่ดีกว่าคือ "กึ่งแตกต่าง" นั่นคือกระแสในเส้น + และ - ของสายเคเบิลอยู่ที่ประมาณ 95% ตรงข้ามกับตัวเลข (+ และ -, มีข้อผิดพลาดเล็กน้อยอยู่เสมอ, ไม่ได้เป็นค่ากระแสตรงข้ามที่สมบูรณ์แบบ) เนื่องจากชุดทรานซิสเตอร์ที่แตกต่างกันขับเคลื่อนแต่ละตัว สุทธิ, + และ -

อาณัติของอีเธอร์เน็ตคือและเป็น; การสื่อสาร "ที่เชื่อถือได้", "ระยะทางปานกลาง" และต้นทุนต่ำ แต่ระยะทางที่เชื่อถือได้และปานกลางมาก่อน ระยะทางปานกลาง 100 เมตรต้องใช้การแยกกัลวานิคอย่างมาก หากอุปกรณ์สองตัว (เช่นสวิตช์และพีซี) เชื่อมต่อกับอาคารสองแห่งที่มีความต่างศักย์ของดินเพียงเล็กน้อยนั่นเป็นสิ่งที่ไม่ดีและกระแสไฟฟ้ากราวด์ที่ไม่ต้องการและไม่ต้องการจะไหลในสายเคเบิลข้อมูลนั้น และการไหลของพื้นดินที่ไม่พึงประสงค์สามารถมีผลกระทบที่ไม่ดีทุกประเภทที่ส่งผลเสียต่อคุณภาพข้อมูลและส่งผลเสียต่ออุปกรณ์

อีเธอร์เน็ตยังมีชุดทรานซิสเตอร์ที่แตกต่างกันในการขับรถแต่ละ + และ - แต่หม้อแปลงสัญญาณสั้น + และ - เข้าด้วยกันและทำให้กระแส + และ - กระแสสุดท้ายนั้นเกือบจะสมบูรณ์แบบตรงกันข้ามตรงกันลงไปเกือบอิเล็กตรอนเดี่ยว ดังนั้นการส่งสัญญาณที่แตกต่างที่แท้จริงจึงเกิดขึ้นได้ การส่งสัญญาณที่แตกต่างกันอย่างแท้จริงช่วยให้ระดับแรงดันสัญญาณลดลงและระยะทางในการเดินทางของสายเคเบิลจะเพิ่มขึ้นและสำหรับ EMI ที่ไม่ต้องการจะลดลง

ต่อมา PoE สำหรับอีเธอร์เน็ตมา หน้าที่ของ PoE คือการนำพลังงาน DC "ต้นทุนต่ำ" ไปยังอุปกรณ์ต่อพ่วงเช่นโทรศัพท์ VoIP กล้องและชุดเข้าถึงประตู โดยทั่วไปแล้วพลังงาน PoE จะออกจากสวิตช์อีเธอร์เน็ตทั่วไปไปยังอุปกรณ์หลาย ๆ ตัวสูงถึง 100 เมตรในทิศทางตรงกันข้าม PoE นั้น (48 ถึง 57) VDC เป็นการเชื่อมต่อ "ดาว" กับอุปกรณ์ทั้งหมด นั่นหมายถึงกำลังไฟหลาย ๆ ตัวโดยใช้อุปกรณ์ "PD" แบ่งปันแหล่งจ่ายไฟทั่วไป (นี่ไม่ใช่พลังงานแยกตัวต่อตัวเชื่อมต่อ RJ45 ที่ PSE) ดังนั้นมันจึงเป็น GUILT-Edged "จะ" ที่ PD จะรักษาความสามารถในการแยกพลังงาน (ตามมาตรฐาน IEEE 802.3) แม้ในอินพุตพลังงาน PoE โดยใช้แหล่งจ่ายไฟแบบแยกตัวแปลง DC-to-DC ใน PD หรือ PD นั้นอยู่ในสถานการณ์ที่ไม่นำไฟฟ้า และไม่เคยเป็นเครื่องบินภาคพื้นดินของวงจรที่เชื่อมต่อกับพื้นดินในท้องถิ่นของอาคารหรืออุปกรณ์ใกล้เคียงอื่น ๆ (เช่นอุปกรณ์ต่อพ่วงราคาถูกต่ำสุดจริงๆ) น่าเสียดายที่มาตรฐาน IEEE 802.3 ที่ PoE นั้นไม่ได้ชัดเจนมากนัก

สรุป: อีเธอร์เน็ตมีหม้อแปลงที่ปลายทั้งสอง หากแม้แต่ความล้มเหลวของหม้อแปลงเกิดขึ้นการแยกกัลวานิกจากอุปกรณ์ระยะไกล PD ถึง PSE ในสวิตช์อีเธอร์เน็ตจะไม่สูญหาย

PoE ยกเลิกการจ่ายพลังงาน DC (เพื่อประโยชน์ของต้นทุนต่ำ) ที่สวิตช์ Ethernet และปล่อยให้การแยกนี้ "จะ" ขึ้นอยู่กับผู้ผลิตอุปกรณ์ต่อพ่วง PD ไม่มีใครตรวจสอบสินค้าที่ผลิตเหล่านี้จริงๆ หาก IEEE ให้เงินรางวัลแก่ผู้ฝ่าฝืนจะทำให้สถานการณ์ดีขึ้น

มาตรฐาน PoE ใหม่ IEEE กำลังไตร่ตรองถึงแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้นเพื่อพลัง PoE ที่มากขึ้นควรมุ่งไปสู่คุณภาพและความปลอดภัยที่ดีขึ้น สิ่งเหล่านี้ควรอยู่ในระดับการค้า / อุตสาหกรรมหรือการติดตั้งที่ดีกว่า: 1) การแยกกำลังไฟเต็มที่ที่ PSE สำหรับแต่ละตัวเชื่อมต่อ 2) รายงานการทดสอบที่จำเป็นสำหรับการแยกกำลังไฟของ PSE & PD ที่ยื่นและดาวน์โหลดได้สำหรับสาธารณะ เพื่อรวมแผนภาพการเดินสายไฟของ PI 3) ผู้ผลิตต้องเสียค่าบำรุงรักษาเซิร์ฟเวอร์พร้อมรายการ PD ทั้งหมดที่ตรงตามมาตรฐานใหม่ 4) พิจารณาสร้างมาตรฐานอุตสาหกรรมหากค่าใช้จ่ายในการปรับปรุงเหล่านี้มากเกินไปสำหรับตลาดผู้บริโภคระดับล่าง แต่ยังคงให้ระดับมาตรฐานที่จริงจังความปลอดภัยและการตรวจสอบย้อนกลับของความต้องการของอุตสาหกรรม


2

ข้อกำหนดอีเธอร์เน็ตเรียกร้องให้อุปกรณ์แยกตัวออกจากกันอย่างไฟฟ้า - โพสต์นี้จะอธิบายถึงผลกระทบของการแยกอย่างละเอียดในรายละเอียดเพิ่มเติม

เมื่อคุณพูดถึงแหล่งพลังงานและการต่อสายดินบทความ Wikipedia เกี่ยวกับ Power over Ethernet (PoE)อาจเกี่ยวข้องกับคุณ


2
นี่ไม่ได้ตอบคำถามจริงๆ - มันเป็นแค่ลิงค์คู่หนึ่ง
brhans

โปรดเพิ่มส่วนที่เกี่ยวข้องของลิงค์อ้างอิงไปยังโพสต์ของคุณ คำตอบของคุณจะไร้ประโยชน์เมื่อลิงค์อ้างอิงถูกทำลาย downvoted ชั่วคราว
ลองจับได้ในที่สุด

นอกจากนี้ -1 เพิ่มเนื้อหาบางส่วนจากการเชื่อมโยงสองมิติของคุณเพื่อให้พวกเขามืดลงโพสต์จะยังคงเกี่ยวข้อง
Adam Lawrence

2
เพื่อความเป็นธรรมลิงค์แรกคือไปยังสแต็กนี้มากดังนั้นหากคำถามและคำตอบถูกลบด้วยเหตุผลบางประการลิงค์นั้นจะมืดเมื่อหน้านี้เป็นเช่นนั้นเท่านั้น
ทอดด์วิลค็อกซ์

1

ทั้ง RS-232 และ USB มีสัญญาณอ้างอิงถึงกราวด์นั่นคือสาเหตุที่คุณต้องการ (ใช่สัญญาณ D + และ D- ใน USB ถูกใช้อย่างอิสระจากกันด้วย GND เป็นข้อมูลอ้างอิงในระหว่างการค้นหาอุปกรณ์) สัญญาณอีเธอร์เน็ตนั้นแตกต่างกันโดยสิ้นเชิงดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีการอ้างอิง GND


1

เหตุผลหนึ่งที่ทำไมอีเธอร์เน็ต TP ขอบคุณ $ DEITY !, ไม่ได้ใช้การอ้างอิงภาคพื้นดินทั่วไประหว่างสถานีไม่ได้รับการกล่าวถึงอย่างชัดเจนเพียงพอ:

สายอีเธอร์เน็ตสามารถทำงานได้เกินร้อยเมตรหรืออาจเชื่อมต่ออาคารสองหลังก็ได้

ความแตกต่างที่เป็นไปได้ของระบบกราวด์ที่ดำเนินการอย่างดีหากวัดที่จุดสองจุดห่างกันหรือหลายร้อยเมตรนั้นอยู่ไกลจากการรับประกันว่าจะอยู่ใกล้กับ 0V - สามารถมีแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ AC หรือความถี่ต่ำเนื่องจากกระแสไฟฟ้า กระแสรั่วไหล, กระแสผิดจริง, ชั่วคราว, หรือข้อผิดพลาดการเดินสาย / ข้อบกพร่อง ... ) ในระบบสายดินและการรบกวนทุกชนิด

ความแตกต่างที่เป็นไปได้ของ AC จะทำให้เกิดสัญญาณรบกวนได้อย่างง่ายดายในขณะที่กระแสที่ไหลผ่านตัวป้องกันสายเคเบิลที่มีสายกราวด์อาจทำให้เกิดอันตรายจากไฟไหม้ได้

และทั้งหมดนี้ถือว่าอุปกรณ์มีการต่อสายดินอย่างถูกต้องตั้งแต่แรกสิ่งต่าง ๆ ที่เลวร้ายยิ่งอาจเกิดขึ้นได้หากไม่มีกรณีอีกต่อไป

ไม่เลวร้ายที่สุด แต่เป็นกรณีตัวอย่างที่ไม่ดีสิ่งที่อาจเกิดขึ้นกับแผงวงจร (ทั้งสองด้าน): พีซีหนึ่งเครื่องได้รับการเชื่อมต่อโดยไม่ตั้งใจด้วยสายเคเบิล IEC สองสาย (ตามที่พบในป่ามาก่อน!) บน RCD-less (TN เก่า) -C-to-the-socket ... ) ระบบการเดินสาย พีซีนี้พัฒนาแหล่งจ่ายไฟหลักสำหรับการเชื่อมต่อแบบระยะสั้นภายในกับเคสโลหะซึ่งการเชื่อมต่อภาคพื้นดินทั้งหมดในพีซีนั้นเชื่อมต่ออยู่ ปลายอีกด้านของการเชื่อมต่อนั้นคืออุปกรณ์ที่มีการลงกราวด์อย่างถูกต้อง สายเคเบิลอีเธอร์เน็ตที่ใช้มีน้ำหนักเบาที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ด้วยวัสดุหุ้มบาง และมันก็ม้วนขึ้นไป 30 เมตรต่อม้วนเนื่องจากคุณอยู่ในสายยาว 5 เมตร ที่ความยาวการป้องกันนี้อาจมีความต้านทานที่เหมาะสม (ประมาณ 15 โอห์มจะเป็น "สมบูรณ์แบบ") บนระบบ 240V) เพื่อส่งผ่านกระแสไฟฟ้าที่มีขนาดเล็กพอที่จะไม่พัดฟิวส์หรือรถยนต์ แต่มีขนาดใหญ่พอที่จะกระจายกระแสเกินกว่า 1,000 วัตต์บนสายเคเบิลป้องกัน ซึ่งจะหมายถึงควันจำนวนมากและไม่น่าเป็นอันตรายต่อสิ่งที่อยู่รอบ ๆ มัน


ประสบการณ์ที่น่าสนใจ แต่ Ethernet TP สามารถต่อสายดินผ่าน 1,000pF ที่ปลายทั้งสองทำให้เสียงรบกวนของสาย HPF เป็น AC สำหรับการป้องกันหรือการเชื่อมต่อกราวด์กราวด์ในท้องที่นั้นถูกเพิกเฉย แต่มีความต้านทานต่ำต่อ ดูแผนผังคำตอบของฉันยิ่งแย่ไปกว่านั้นคือคำตอบของ @ Jeroen3 ที่เพิกเฉยต่อข้อกำหนดของ FCC ที่พึงพอใจจากการเชื่อมต่อภาคพื้นดิน RF CM และสนามแม่เหล็ก
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

สถานการณ์เป็นไปตามทฤษฎี แต่เป็นไปได้ - และเป็นหายนะ มีเหตุผลที่ดีมาตรฐานในการต้านทานกราวด์ในระบบสายดินที่เกิดขึ้นจริงนั้นเข้มงวดมาก - การกราวด์ที่มีข้อบกพร่องในทุกสถานการณ์ที่อาจมีแรงดันไฟเมนสามารถทำให้เกิดอันตรายได้
rackandboneman

จริง แต่ไม่เกี่ยวข้องเนื่องจาก CM load R คือ 1,000pF ควบคู่กับพื้นในท้องที่เป็นสิ่งจำเป็นไม่ว่าจะลอยหรือลงดิน (ตามมาตรฐานท้องถิ่น) คำสั่งซื้อขั้นต่ำเพื่อให้เสียง CMRR สูง 2 ทาง
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

0

อะไรทำให้คุณคิดว่ามันไม่มีส่วนเกี่ยวข้อง

  • "กราวด์" ตามคำนิยามเป็นการอ้างอิง 0V สำหรับวงจรภายในบางตัว
  • พื้นดินเป็นสิ่งที่เชื่อมต่อกับนอกโลก

ดังที่คุณทราบแล็ปท็อป / แท็บเล็ตทั้งหมดมีพื้นลอยเว้นแต่จะเชื่อมต่อกับพอร์ตบางส่วนที่มีพื้นดินภายนอกเช่นสายเคเบิล VGA ไปยังจอ LCD 3 ง่ามเนื่องจากการแยกหม้อแปลงไฟฟ้าในเครื่องชาร์จแบตเตอรี่

อีเธอร์เน็ตยังไม่มีสัญญาณในคลื่นความถี่ที่ต่ำกว่ารวมทั้ง DC เนื่องจากวิธีการเข้ารหัส Bi-Phase

ที่สำคัญกว่านั้นคือเพื่อความสมบูรณ์ของสัญญาณและการลด EMI สำหรับการเข้าและออก, สัญญาณเป็นสายส่งที่มีการยุติ 75 and และความสมดุลกับหม้อแปลง CM และ 1: 1 ศูนย์เคาะหม้อแปลง สิ่งนี้ทำให้ค่าอิมพิแดนซ์ CM เพิ่มขึ้นบนฝั่งผู้ใช้สำหรับการแยกในขณะที่ยังคงความต้านทานดิฟเฟอเรนเชียลของสายเคเบิลไปยังพื้นดินในสเปกตรัมบนซึ่งมีสัญญาณอยู่

ดู "การเชื่อมต่อภาคพื้นดิน" ด้านล่าง

  • ผ่าน 1000pF coupling cap และ 75 Ohm terminators ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

อย่างชัดเจนทุกคนที่มีพื้นดิน AC สำหรับสัญญาณอีเธอร์เน็ตที่แตกต่างกันและหากไม่มีสิ่งนี้มันจะล้มเหลวเนื่องจากระดับเสียงรบกวน CM ของเสียง CM ลอยตัวจะมากเกินไปแม้จะมีโช้ค CM ด้วย 100MHz ~ 1GHz BW เนื่องจากเทอร์มิเนเตอร์นั้นมีสายดิน AC ไม่จำเป็นต้องใช้สายดิน แต่มีการเชื่อมต่อกราวด์ CM ระหว่างตัวเชื่อมต่อ มากสำหรับข้อโต้แย้งที่อ่อนแอของลูปพื้นดิน สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่กระแสไฟฟ้ากระแสสลับ AC! ทำไมทุกคนไม่เข้าใจสิ่งนี้ (ในคำตอบที่ได้คะแนนสูง) @ laptop2d กรุณาให้คำแนะนำ
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

แม้ว่า OP จะถามเกี่ยวกับสายดิน DC ไม่รวมอยู่ด้วย ไม่จำเป็นเนื่องจากกระแสไฟฟ้ากระแสสลับถูกส่งไปที่กราวด์ AC ผ่านทางฝาครอบและทำให้สัญญาณอยู่ในความเป็นจริงที่อ้างอิงที่ปลายแต่ละด้านโดยคำจำกัดความ Gnd = การอ้างอิง 0V ในท้องถิ่นที่มีความต้านทานต่ำต่ออุปทาน DC และกระแสไฟฟ้ากระแสสลับ gnd เพื่อลด EMI และไม่จำเป็นต้องใช้สาย AC หรือ DC ตัดสัญญาณรบกวนเนื่องจากไม่มีสัญญาณในย่านความถี่ต่ำ สิ่งนี้มีความสำคัญต่อการเข้าใจและไม่แสดงในคำตอบอื่น ๆ
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

1
ฉันไม่เข้าใจความไม่รู้ของคนที่ (-1) แต่ไม่สามารถบอกได้ว่าทำไม
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

1
ฉันคิดว่าคุณได้ -1 เพราะแม้มีความรู้พื้นฐานอิเล็กทรอนิกส์บางอย่างฉันมีปัญหาในการทำความเข้าใจข้อความของคุณ ฉันจะต้องชอบที่จะเข้าใจความหมายของมันเพราะมันดูเหมือนคำตอบที่น่าสนใจ แต่ดูเหมือนว่าจะมีแนวคิดขั้นสูงของ EE อยู่ในนั้นซึ่งเหมาะสำหรับ EE geeks มากกว่าสำหรับผู้เริ่มต้นและมือสมัครเล่น
แคสเปอร์

การเชื่อมต่อภาคพื้นดินมีความชัดเจนในแผนผัง นั่นเป็นคำตอบ เหตุผลใช้คำทั่วไปสำหรับ EMI.used โดย EE ในฟิลด์นี้
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.