随着在各个行业中出现10Base-T1L以太网，越来越多的应用正在出现，并且每个应用程序都带来了新的挑战，这些挑战需要通过该技术的成功扩展而解决。一种常见的要求是支持多种类型的电缆。在某些情况下，这些电缆用于传统通信系统中，并且经常出现在现有安装中。 10Base-T1L标准的电缆定义的灵活性允许重新使用此类电缆，从而为其他技术创造好处。本文指出：这种灵活性提出了常见的问题，例如使用任何电缆可以实现1公里，或者性能是独立的电缆类型。链路性能和范围取决于电缆属性，这是电缆结构上的中间设备。本文总结了与该技术相关的电缆属性，描述了电缆的长度作为这些属性的函数，并提供了测试电缆的列表。高级物理层和10BASE-T1L高级物理层（APL）规范和IEEE 802.3CG 10BASE-T1L（图1）是两个不同的标准，但不应使用它们。 IEEE 802.3CG标准是指通过独立于应用的单个弯曲电缆进行长期以太网通信的10Base-T1L物理层。图1。用于自动化过程应用的APL网络拓扑（左）。用于开发自动化技术的线性和环拓扑（右）。 APL标准在IEEE 802.3CG中添加了其他规格和定义，因此可以将相同的物理层与内在安全环境中的控制应用程序一起使用。这意味着任何APL设备都符合10BASE-T1L标准（数据层，但不受数据线的增强），但并非所有10Base-T1L设备都符合APL标准。该应用程序文档包括按层和数据系统指定的规格，该规范涵盖了电磁兼容性（EMC），CA的性能BLE屏蔽连接和网络拓扑。例如，如图1所示，APL规范是指同一网络中的两种类型的数据链接：分支和继电器。分支链路直接连接到现场设备，并且长度不能超过200 m。由于现场设备的自然安全环境，它以1.0 V P-P的传输水平运行。 kumoconect到现场开关或将流与最近的电源开关连接到最近的电源开关的主线可以扩展到1,000 m，并以2.4 V P-P的传输级别运行。在其他10Base-T1L应用程序（例如在开发自动化技术中），不需要设备。因此，分支线和树干的概念无关紧要。实际上，该技术中网络的拓扑结构可能因线性或戒指或组合的恒星而异。无论网络传感器或开关的位置如何，都可以根据电力或噪声安全限制来选择传输水平。它允许电缆使用的​​灵活性更大，因为可以独立于链路所在的位置使用2个v p-p的2个输送水平，从而增加了电缆中丢失信号的公差，并且电缆的ANG标称阻抗较小。在以下各节中更详细地讨论了这一点。标准中指定的电缆属性是电缆必须与IEEE 802.3CG标准相交并在同一文档第146.7款中指定的链接段的特征。本小节确定了入学损失，回报丢失，最大链接延迟，标准模式转换（用于未指定电缆）的限制以及集成集成（对于电缆盾牌）。此外，对于涉及固有安全性的应用，例如在爆炸区域安装（区域0，完全爆炸；可能发生火灾或爆炸；可能会发生区域2，爆炸或火灾，但不太可能发生），APL规范规格文档增加了其他poli。10Base-T1L物理层的CIES和定义。这包括接线的定义：电缆分类，分支链路和后备箱的最大电缆长度，屏蔽等。这被计算为在电缆末端的电信号与接收信号的幂的比率。这种损失或衰减会增加电缆的长度和信号频率。根据IEEE 802.3CG标准，最大允许入口损失在传输级别上有所不同：2.4 V P-P高于1.0 V P-P，以适应各种信号强度及其各自的要求。这两个极限曲线在IEEE 802.3CG中定义了IEEE 802.3CG规范的第146.7.1.1.1.1.1.1.1.1.1.1.1。图2显示了对应于1.0 V P-P-P和2.4 V P-P递送水平的输入损耗的限制。图2。10BASE-T1L 802.3CG进入丧失的疾病。 APL分类APL电缆规范根据电缆插入的丢失将电缆分为四个类别，确定最大允许的分支链路长度或中继数据链接。这些类别还符合IEEE 802.3CG 10BASE-T1L电缆规范。 1.0 V P-P和2.4 V P-P的插入损失的极限分别与误导和脊柱的就业要求一致。流浪应以1.0 V P-P运行，符合相应的入口损失极限，而脊柱在2.4 V P-P下运行，符合较高的插入物损失极限。表1显示了所有APL电缆类别及其围绕插入的电缆长度和损耗曲线的定义。请注意，公式4包括IEEE 802.3CG 10 -T1L规范是相同的，而公式3的规格则小于一半，因此指定了连接到野生电缆的更为保守的限制。对表1的正确理解是给定c的要成为APL IV类的能力类型，输入1,000米的电缆样品的损失必须低于等式4中设置的阈值。如果不是这种情况，则电缆将不符合IV类标准。对于被分类为APL III类的电缆，输入750 m样品的损失应低于等式4。如果不能满足此标准，但是500米的电缆样品符合要求，则电缆符合APL II标准。如果500 m的样品失败，但250 m的样品成功地符合方程4阈值，则电缆被归类为APL类I。如果电缆不符合这些标准中的任何一个，则不符合APL标准。当信号通过电缆的一端发送时，丢失了完美的返回，应通过在另一端加载来完全吸收它。但是，如前所述，由于电缆插入的损失，信号将削弱，并且资源也可以看到一些能量。这些反射 - 这是造成by发射器和电缆之间或电缆本身之间的阻抗不匹配，并且可以在任何时候发生。给定电缆返回的损失决定了回到资源的信号量，通常以分贝测量。回报的损失计算为已发送信号与反射信号的比率，并且随着输入损失的损失，回报的损失与频率不同。识别电缆的质量高，其阻抗将始终相同，从而减少了与收发器的连接点以外的阻抗不匹配。当给定的电缆链路由于受伤或结构差而导致其长度失败时，情况并非如此。但是，就本文而言，将忽略此方法。与IEEE 802.3CG 10BASE-T1L入口丢失规范不同，退货损失的规范与传输级别无关。这是失去正确完成电缆的返回的直接结果不取决于其长度。因此，无论电缆长度是200 m还是500 m，除非由于制造工艺或环境条件（例如水分和温度）而变化，否则收益损失应该是一致的。 IEEE 802.3CG的标准定义的最小收益损失（和频率）应符合电缆，如下所示：其中F为MHz频率。 Appy Application Aplanga APT还指遵循APL的电缆的最小收益损失。该规范比入院丧失要简单，因为它在两个收发器传输水平之间没有任何差异：其中F是MHz频率。请注意，电缆损耗的规范比IEEE 802.3CG规范更加困难，因为它增加了6 dB的边距。图3显示，任何带回报损失的电缆都符合APL规范和10Base-T1L损耗的规范。但是，并非所有符合10Base-T1L返回D到D的电缆效率损失符合APL规范。图3。10BASE-T1L和消失规格的APL Killingik。延迟延迟的最大延迟链接是指从电缆的一端传播到同一电缆的另一端所需的时间。这是电缆结构的结果，可能显示温度变化。链路延迟也可以表示为标称电缆（NVP）传播速度的函数，该速度定义为通过电缆的信号速度与光速的速度之间的比率。 NVP电缆始终低于1.0，对于大多数电缆，它在0.6到0.8之间。在某些情况下，电缆的NVP值可能更接近0.5，这意味着电缆的链接延迟延长，以提供给定的电缆长度。 IEEE 802.3CG中为10BASE-T1L指定的最大链接延迟是固定的Numero，其对应于1,589米的电缆，NVP为0.6。这导致最大链接延迟为8834 NS：输入和损失损失转换模式的模式和衰减电缆的集成是在正常条件下确定电缆性能的主要参数。但是，工业应用需要系统来承受高电磁干扰（EMI）环境。这些脉冲范围从连续频率音调连接到电缆到高频，高能脉冲仅偶尔发生。不管中断如何，10BASE-T1L或APP通信链接都应该生存并防止数据丢失。由于大多数EMI源自外部资源，因此关键的耦合机制之一是长的单对电缆。因此，电缆的特性在整体电磁免疫中起着重要作用。耦合衰减 - 盾牌电缆的屏蔽电缆，标准IEEE 802.3CG是指最小耦合集成。它与最大信号量相关联，并以习惯方式与数据对结合。在Shields电缆中，这是质量的结果屏蔽层的范围以及同对中电线的对称性。因此，不同的盾牌反应变化。例如，与带有90％范围的编织屏蔽层相比，带有铝箔屏蔽层和排气线的电缆可以显示各种演示文稿。图4显示了在电磁E1，E2和E3环境中安装的系统的IEEE 802.3CG规范。 E1对应于部署到电磁环境的设备，例如安置，商业和轻型工业建筑。 E2对应于部署到其他工业建筑中电磁环境的设备。 E3对应于由车辆电池供电的设备。图4。IEEE802.3CG盾牌电缆的耦合衰减。标准转换无动力电缆模式的模式变化假设同一对中的两根电线都是理想的，对称的，应将信号均匀地组合在一起以产生标准的模式信号，该信号在10中是MDI电路基本-T1L信号路径可以更好地过滤。但是，电线之间的不对称可能会导致某些常见模式信号，这些信号是传输线的差异信号。如果该信号落在10Base-T1L兴趣带宽（100 kHz至20 MHz）范围内并且足够大，则可以中断约会或数据传输的自动过程。此外，这种不对称性可以将10BASE-T1L的一些自定义信号转换为标准模式信号，从而增加电缆损耗并潜在地性能。为了减轻这些问题，IEEE 802.3CG标准根据电缆操作的电磁环境确定具有标准转换模式（TCL）的最小差异 - 变化。显示电磁环境的规格E1和E2。图5。IEEE802.3CG与未屏蔽电缆的通常确定模式更改差异。 IEEE802.3CG 10BASE-T1L标准的长度依赖性特征，未针对某些L指定电缆特性Ength，导致最大的含义和合规性提出问题。例如，1,000 m长的CAT5/CAT6通常不符合10Base-T1L标准，因为其进入的损失超过了1和2方程式设置的限制，而大约700 m的相同电缆可以符合该标准。希望在电缆长度上输入损失，如前所述，输入损失表明信号衰减，通常与频率有关。因此，进入分贝的损失与电缆的长度成正比。这意味着，链路的总进度损失具有相同类型的电缆的长度k，这是较短电缆插入的损失将是KO时代。例如，1,000 m电缆样品的插入损耗曲线约为相同类型的100 m电缆样品插入丢失曲线的10倍。与Twitter的相关性损失的回报和电缆长度是相等的（电线直径为ST生病的线之间的相同，连续的空间，每米均匀修剪等），电缆返回的损失不会改变长度。该假设高度适用于10Base-T1L通信的频率。但是，由于每个连接中都可能发生反射，因此与连续段相比，由相同类型的相干段组成的电缆可能显示出更大的回报损失。为简单起见，本节假定给定电缆类型的收益损失保持不变，无论长度如何。链路延迟与给定电缆的电缆长度成正比，信号延迟与电缆的长度成正比。电缆的信号延迟根据电缆的类型及其结构的函数而变化。通常，电缆制造商将此信息作为NVP功能提供。等式8显示了如何根据电缆NVP值计算链接延迟。其中l是有关电缆的长度，NVP是电缆的标称速度传播，C是光的速度。图6显示了链路延迟与两条电缆的电缆长度之间的链接，一根电缆的NVP = 0.5，另一支电缆的NVP = 0.8。请注意，即使NVP值较低，此标准也可以容纳1300多个MPAG延迟的链接。足够的边缘建立在标准上，以提供稳定性和温度差异。 ADI公司电缆长度的主要限制通常是入口损失，这就是为什么APL类别出于这个原因而变得平淡无奇的原因。入院的损失与电缆的长度成正比，因此电缆长度限制设置为APL类别。对于非APL应用程序，10BASE-T1L技术具有更大的灵活性，并支持盾牌和未指定的电缆，具有更多阻抗不匹配的电缆以及电缆的重复使用等。此外，某些应用程序可能会使用超过IEEE 802.3CG的电缆。为了适应这些应用程序，ADI的10Base-T1L产品组合具有重要的内置边缘ES通信距离高达1,700 m，并确保不同类型的电缆的性能稳定。但是，最大交付距离在电缆上有所不同，而市场中并非所有类型的电缆都可以达到1,700 m。一些电缆可能显示出更多的MRAISE信号损失，从而导致距离较短。最大范围和电缆符合IEEE 802.3CG，如果安装旨在符合IEEE 802.3CG，则电缆和PHY设备都必须符合此标准。本节将探讨进入和退货损失的规格，以及验证一致性的过程。此外，它概述了一种估计和测试给定电缆类型的最大范围的方法。图7显示了如何计算最大电缆范围。该流程图取决于给定电缆样品的进入的大小和回报的损失。图7。验证电缆样品是否符合损失损失的进入和返回，以及最大电缆长度meETS规格。从理论上讲，电缆的Hccable不应影响这些结果。但是，实际上，测量误差随着电缆长度的减小而增加。因此，APL规范建议使用500 m的样品电缆测量。对于非APL应用程序，本文档建议使用至少100 m的电缆以接受可接受的结果。为了确保合规性，第一步涉及诊断电缆损失回到不同频率的诊断。如果退货损失低于等式5中概述的阈值，则电缆不符合标准，并且不需要进一步的测试。但是，如果电缆损耗高于指定曲线，下一步是根据公式1或2中的参考设置检查电缆插入的损耗。如果入院损失AY超过这些曲线，则该电缆被认为不合格。在确认进入进入和退货损失后，该数字提出了一个估算我的最大允许长度的过程ETS规范。这是通过重现系数k的测量系数以获得尽可能接近的曲线，以与公式1或公式2中描述的2.4 V P传递水平所述的1.0 V P-P传输水平。通过乘以K，外推估计相同长度的样品的相同类型的电缆插入样品，但样品样品的长度。目的是确定外推插入损耗曲线保持在所需规范曲线以下的最大k，并在外推过程中迭代修复k。以下示例将邀请用来描述此过程，并假设测量插入和损失的损失。图8显示了给定类型的回报损失，100 m的长度以及IEEE 802.3CG和APL的回报损失的验证。请注意，电缆测量的收益损失中的每个点都大于应用程序和IEEE 802.3CG损失规格的回报。这意味着tha测试下的电缆符合两个回报损失标准。图8。返回损失验证：蓝色表示给定电缆类型的回报损失。黄色迹线表示APAT返回的损失的细节，红色迹线表示IEEE 802.3CG丢失的规范。与电缆规格相比，可以通过绘制Ng进入进入的损失图来验证入院损失（图9）。测量电缆X插入的损失，并以稳定的蓝色显示。请注意，该曲线小于1.0 V P-P和2.4 V P-P 10BASE-T1L规格，在红色和点线上绘制。 ADI公司图9。插入损失验证：红色虚线痕迹是IEEE 802.3CG至2.4 V P-P-P-P级交付的最大消失；黄点轨迹是在1.0 V P-P的输送水平下IEEE 802.3CG的最大消失；蓝色实心轨迹是100 m电缆X的测量损失。这意味着相同类型的电缆X的任何100m链接都可以是U在1.0 V P-P或2.4 V P-P处的10Base-T1L链路中SED。本节重点介绍了IEE 802.3CG标准，而不是APL分类。但是，可以根据表1进行类似的参考。可以通过将每个数据点乘以K系数来排除测量的进入丢失，因此，当根据1.0 V P-P或2.4 V P-P标准绘制时，根据两条曲线的任何一个曲线，根据两种曲线的使用，则根据使用的差异。图10显示了1.0 V P-P的入口的IEEE 802.3CG规范以及通过选择K = 7（绿线）获得的外推曲线。 The green curve is obtained by multiplying each point of data loss data of 100 m cable sample by K = 7. Note that the extrapolation obtained is slightly below 1.0 V P-P specification, which means 700 m (multiplied by K = 7 times cable length) is the estimated maximum length of 1.0 V P-P-P-P-P-P-P-P-PP applications level.任何长度的Tobottom 700 m也符合1.0 V P-P的传输水平。 ADI公司图10。电缆X插头插入入口损失以获得IEEE 802.3CG 1.0 V P-P和2.4 V P-P个性化的最大电缆长度。同样，图10显示了IEEE 802.3CG确定2.4 V P-P的入口损失，以及通过选择k = 12（蓝线）获得的外推曲线。该曲线以与上述类似的方式获得，该曲线通过k = 12重现了100 m电缆样品的每个插入数据。低于1,200 m的任何长度也符合2.4 V P-P的特异性。 PAGSIT结束时说，根据条目和返回标准，这种特定类型的电缆的最大允许链路段约为700 m（1.0 V P-P）和1,200 m（对于2.4 V P-P-P交付水平）ations。但是，对于需要完全符合标准的应用程序，最大链接段不得超过1,000 m。该方法可以应用于其他电缆类型，可能会导致最大的以下链路段低于1,000 m。例如，当类似地评估CAT5/CAT6电缆时，符合10BASE-T1L标准的典型最大长度通常不超过700 m，尽管它可能因特定的制造和电缆模型而有所不同，因为某些电缆可能会提供额外的边距。估算最大电缆测试方法的电缆测试包括使用矢量网络分析仪（VNA）（VNA）估算电缆参数，并使用Evar-Adin1100EBZ评估套件进行以太网交通试验。评估套件具有媒体转换器功能，并通过其评估软件提供了访问诊断功能，例如框架生成器，框架检查器，含义正方形错误和环回模式。电缆测试包括输入和使用VNA在测试下返回电缆损失。然后，将这些参数应用于检查电缆合规性，并估算符合IEEEE802.3CG 10BASE-T1L标准的最大电缆长度。最大兼容性长度对应于一定类型的电缆的最大长度，该长度仍然符合2.4 V P-P或1.0 V P-P损耗NG损失曲线的IEEE 802.3CG（再次，图2）。进一步的测试涉及通过测试的电缆连接两个Eval-Adin1100EBZ评估板以建立10Base-T1L链接。随后的链接性能测试包括使用片上框架生成器将以太网流量运送到完整的带宽。跟踪到每个Eval-Adin1100EBZ板的10BASE-T1L链接的均方根误差（MSE），以及不正确计数并接收到的以太网帧数量。该测试仅在以下情况下被标记为通过：10Base-T1L成功建立。 MSE大于-20.5 dB。在测试实施过程中，收到的帧没有错误。重复T此测试对相同类型的电缆的不同长度确定罪点。但是，在某些情况下，最大测试长度与实验室中可用的最大长度相对应，不需要最大电缆范围。同样，在增加电缆长度超过100 m的情况下，确定的故障点可能不能准确代表绝对最大电缆长度。例如，如果仅可用500m段，则可以使用1,000m（连接两个500m段）成功建立链接，但在1,500m处失败。尽管实际最大长度可以为1,200米，但该特定长度无法进行测试，因此最后记录的数据点仍然是1,000米。表2显示了实验室中测试的各种电缆，在两个交付水平上估计的最大长度均符合10Base-T1L标准，并使用Ever-Adin1100EBZ评估板在2.4 V P-P和1.0 V P-P上测试的长度。结论灵活的Dimieee 802.3CG-2019标准电缆电缆支持以前在传统通信协议中使用的不同类型的电缆，维护范围较宽，无缝连接边缘设备与没有网关的以太网连接。模拟设备的ADIN1100，ADIN1110和ADIN2111包括一个内置边距，以支持跟随和非标准电缆的标准。虽然最好的应用程序是IEEE 802.3CG或APL规格，尤其是在控制控制的情况下，许多系统需要重新使用现有的接线放置以降低扩展成本。此内置保证金改善了数据链路稳定性，并有助于将10Base-T1L技术用于不同的电缆类型，包括为其他通信协议安装的电缆类型。获得共和党的能力，有助于确保ADI 10BASE-T1L设备保持恒定电缆范围在1.0 V P-P-P和2.4 V P-P-P递送水平。此外，通过Squ是正方形的错误，在计划，佣金和操作阶段期间，具有TDR支持系统诊断的故障电缆探测器。这些工具有助于简化扩展，通过提供诊断视图来减少停机时间，并在发生故障时减少校正维护。