vk_logo twitter_logo facebook_logo googleplus_logo youtube_logo telegram_logo telegram_logo

#124 Теория фантомного питания оборудования

Дата публикации: 11.02.2003
Количество просмотров: 8729

Новости сайта.

 


Срочно в выпуск.
Похоже завтра, 16 февраля можно будет наблюдать за прорывом андеграундных IT-технологий в мир шоу-бизнеса. :-)
КАК - рекомендуют здесь.
ПОЧЕМУ - читать тут...
Ну а "разбор полетов" - в следующем обзоре. :-)

 


Жалко, что человеческий мозг не может работать в режиме коммутации пакетов. Только TDM, да еще часто с замедленным мультиплексированием. Неэффективное использование полосы пропускания, и никакого прогресса пока не предвидится. Разве что прибавится параллельная обработка информации. :-)

В этом обзоре больше фотографий, чем текста. Так уж получилось. :-)
Обновления разделов:

 

Интересное в сети.

В "Сетевом" журнале статья про IP-телефонию. Написано немного сумбурно (скорее безыдейно), приведены в куче цифры разных лет, из разнородных источников. Но почитать стоит.

С одной стороны, убедительно доказывается, что будущее IP-телефонии туманно, ее доля на сегодня в России исчезающе мала, а развитие медленно. Правда не сильно верится в официальные цифры - отечественные операторы не сильно любят рекламировать свои реальные объемы трафика, а проконтролировать его "извне" достаточно сложно.

С другой - попалась интересная цитата:
По выкладкам консалтинговой фирмы Allied Business Intelligence, уже в 2003 году доходы от продаж IP-УАТС во всем мире более чем в два раза превысят поступления от поставок традиционных УАТС. В абсолютном выражении это соответственно $6,8 млрд. и $3,2 млрд. По данным ABI, заказчики при покупке новых телефонных станций будут все чаще отдавать предпочтение IP-УАТС из опасений, что производители не станут в должной мере поддерживать "устаревающую" технологию коммутации каналов.

Знаковая цитата. Ведь Ethernet пришел из офисов. Там он зародился, вырос и набрал силу. Думаю, что для широкого распространения IP-телефонии нужна именно эта тихая заводь. Ведь проблемы широкого использования пакетной коммутации лежат не в технологической плоскости, это так или иначе решено. И не в качестве - оно порой превосходит привычную коммутацию каналов. Причина в элементарных привычках пользователей, руководителей, инсталляторов и проектировщиков.

Из этого следует простой вывод. Пока IP телефония не распространится в офисах, ее не удастся по настоящему "продавить" на уровне междугородней (не говоря уже о местной) связи. Международная все же пойдет из-за серьезного ценового пресса, но многим ли это нужно по большому счету... Соответственно причины медленного внедрения услуг нужно искать совсем не в сопротивлении традиционных операторов и неразвитости платежных средств.

И вот IP-УАТС уже на "поле боя" - в корпоративном "быту". Тот же Samsung SMG-3200 (10/100Base-T Ethernet, E1, VoIP на 8-32 канала) по цене (около $2500 в хорошей комплектации) вполне сравним с привычным офисным Panasonic'ом. Правда желателен gatekeeper, да и IP телефоны подороже обычных будут. С другой стороны, и кабельная инфраструктура отдельная не нужна. Сеть становится мультисервисной, а объединительная концепция СКС переносится на уровень протоколов.

Тут надо видеть перспективы для домашних сетей. Телекоммуникационное оборудование, попав на офисный уровень, стремительно и безоговорочно дешевеет. Взять поток Е1 конечно не дешево, но раздать его на сотню пользователей через Ethernet весьма привлекательная перспектива. Конечно, законодательная база во главе с монополистом не способствует, мягко говоря. Но для России это перманентно-привычное состояние - привыкли...

 


Тема малогабаритных промышленных контроллеров не теряет актуальности. Вот очередная ссылка (прислал Евгений ). Правда цена кусается, 65-75$ за "голое" устройство совсем не мало на фоне 10-ти долларовых PIC'ов. К нему обвязка (входы 2xRS232, 1xEthernet, 8xIN/OUT, PowerSupply) - 50 ЕВРО. Софт бесплатен (оо сути это DOS с поддержкой сети). Документации много на сайте производителя.

Контроллер festo

Хотя может быть, оно того стоит. На рынке удобных устройство для мониторинга (сигнализации, контроля, управления) до смешного мало. Поле для творческих изысков обширное.

Из реальной практики...

Прислал Alec.

"- Говорит ваш клиент, у меня вопрос к технической поддержке."
"- Какой вопрос?"
"- Мы хотим посмотреть "За стеклом", а там нужно форму заполнить, что нужно вводить в поле "Название организации"?


"- Я купил вашу интернет-карту, как мне попасть в интернет?"
"- Заходите в Мой компьютер/Удаленный доступ к се..."
"- Э, подождите, у меня компьютера-то нет!"

Пример сети.

Термин Ethernet-провайдинга можно толковать весьма широко. От небольшой домашней сети из нескольких домов до серьезной инфраструктуры масштаба города. Однако теория без практики лишена жизненной силы - и вот пример СПД компании Экстрим Про.

Сеть Экстрим Про

Такая сеть несколько нетипична для Екатеринбурга, но должна быть обычной в тех городах, где хоть с грехом попалам, но можно получить в Электросвязи "медную пару" под свою опорную сеть.

Магистрали - SDSL/VDSL, оптоволокно (в основном столбы освещения). Подключение абонентов - Ethernet, причем все узлы поддерживают VLAN 802.1q, (возможно создание закрытых корпоративных сетей) и частично QoS (приоритизация голосового трафика, мультикастинг).

Полагаю, что не многие местные Ethernet-провайдеры могут похвастаться такими возможностями подключения конечного пользователя. Хотя центральные узлы у многих смотрятся красивее и солиднее.

Вот так выглядит ЦУС:

Узел связи Экстрим Про

Можно сказать, что это провайдер для Е-бурга "средний", специализация - офисные сети и вопросы безопасности. Однако из-за высокой конкуренции в этой рыночной нише запущен проект построения нескольких сетей по жилым микрорайонам.

Примеры установки оборудования можно увидеть в следующей фотозарисовке:

Узел связи Экстрим Про Узел связи Экстрим Про

Узел связи Экстрим Про Узел связи Экстрим Про

Узел связи Экстрим Про Узел связи Экстрим Про

Все снято - "без прикрас", и "без подготовки". Можно отметить П-296, эффективную самодельную грозозащиту активного типа, ферритовые кольца на кабелях... В качестве активного оборудования - в основном 3com 4400/3300/1100.

Впрочем, проект Экстрим Про только разворачивается. В дальнейшем предвидится еще немало интересных технических моментов, которые (надеюсь) попадут в очередной обзор. Например, в планах присутствует построение типового узла в жилом доме, развертывание системы IP-телефонии и передачи видео-трафика.

Вот одна из технических новинок фирмы:

Система фантомного питания

На фото - система фантомного питания узла (на два порта). Мощность до 3 киловатт, напряжение - 220 Вольт переменного тока. Встроена защита сигнальной линии (Ethernet) и защита силовой части. Проверенная дальность работы под нагрузкой - 200 метров на скорости 100 Мб.

Теория фантомного питания оборудования.

Автор этого материала Sirco. Были внесены только небольшие стилистические правки.

1. Сердечники трансформаторов

2000НН 200кГц
600НН 1 МГц
400НН-4 2 МГц
700НМ 3 МГц
100НН1-2 4 МГц
30ВЧ2 5 МГц
50ВЧ2 10 МГц
150ВЧ 12 МГц
100ВЧ 18 МГц
100НН3, 150НН1-2, 200НН-2 1500НН1-2 90ВЧ1 20ВЧ2 30 МГц
1000НН4 40МГц
60НН2, 55НН1, 50ВЧ2-14 50 МГц
7ВЧ1 70 МГц
35НН-2 120 МГц

максимальные рабочие частоты броневых сердечников из феррита различных марок аналогично предыдущей таблице (только высокочастотные).

50ВЧ2-2 50 МГц
20ВЧ2, 50ВЧ2 70 МГц
30ВЧ2 100 МГц

2. Тут в может возникнуть вопрос - зачем так серьезно подходить к вопросу питания? Но в отличии от обычного, питание "через линию" имеет существенные особенности. Так, источник вместе с линией можно представить как источник с большим выходным сопротивлением.

Например, часто бывает, что хаб при запитке по свободным проводам витой пары отказывается работать. При этом странно периодически мигает светодиодами.

Физически происходило следующее.
Ток потребления хаба был больше, чем может пропустить линия при данной мощности источника питания.
Конденсатор блока питания заряжен - хаб включился.
В связи с тем, что потребление хаба больше чем может пропустить линия, напряжение на конденсаторе падает.
Напряжение доходит до такого предела, при котором хаб уже не может работать, срабатывает reset.
Потребление хаба уменьшилось (сработал reset), центральная микросхема не потребляет большого тока.
Напряжение на конденсаторе блока питания возрастает...
Все начинается сначала...

При питании свитчей проблема серьезнее. Во-первых, токи потребления значительно больше. Во-вторых, на входе питания свитча стоит импульсный стабилизатор напряжения, который при понижении входного напряжения пытается "вытянуть" нужное выходное за счет потребления большего тока. В результате можно сказать, что свитч являеться не постоянной нагрузкой, а переменной, которая зависит от подведенного напряжения.

Такой вариант (один источник - один потребитель) еще можно считать очень простым. Возможно использование фантомного питания для "гирлянды" устройств, потом по линии появится еще один блок питания... Но это как-нибудь позже.

4. Рассмотрим один из самых простых вариантов - питание одного свитча с импульсным стабилизатором через линию фантомного питания.

Первое упрощение - мощность потребления стабильная и не зависит от трафика. В связи с тем, что импульсный стабилизатор питания (так же как и стабилизированный преобразователь) является стабилизатором напряжения с высоким КПД, то можно сказать, что мощность на входе импульсного стабилизатора постоянна. Т.е. при любых значениях напряжения (в разумных пределах) Pc = Uc * I = const

Исходя из этого, можем написать следующее: I^2*R - U*I + Pc = 0

Фактически это уравнение мощностей - (рассеивание в линии минус то, что выдает блок питания, плюс то, что потребляется стабилизатором свитча = 0).

Решаем это квадратное уравнение:
I1 = (U+SQR(U^2 - 4R*P))/2R (1)
I2 = (U-SQR(U^2 - 4R*P))/2R
Где
U - напряжение источника питания;
R - сопротивление линии (для фантомного питания = сопротивлению одного провода);
P - мощность, потребляемая свитчем;
I - ток в линии.

I1, I2 - два решения данного уравнения, одно из них нельзя использовать (сопротивление линии большое, и импульсный стабилизатор будет находиться на неустойчивой ветке графика). Т.е. когда мощности, передаваемой в линии не будет хватать для питания, и стабилизатор будет возбуждаться на свехнизкой частоте.

Данные выкладки нельзя использовать для хабов и свитчей, в которых используются аналоговые стабилизаторы (7805, КРЕН5), так как для этих стабилизаторов "P" не равно константе. У них другая зависимость (стабилизируют ток линии, I = const).

исходя из этого,
U = const;
I = const;
P источника питания = const;

В результате получается простая формула Ul/Uh = Rl/Rh
где
Ul - падение напряжения в линии;
Rl - сопротивление линии;
Uh - напряжение на хабе;
Rh - сопротивление хаба по питанию;

5. Попробуем посчитать по формуле (1). Пусть напряжение питания 50 Вольт, мощность 20 Ватт, сопротивление линии переменное, от 0,1 Ом до 31,2.
Из полученных результатов можно видеть, что ток в линии изменяется от 0,4 А до 0,77 А. При увеличении сопротивления линии ток увеличивается, а работа линии больше 31.2 Ом не возможна.

6. Технические данные кабелей

Витая пара c жилой 0,5 мм.
Максимальное сопротивление по постоянному току (Ом/100м) - 9,38
Диэлектрическая стойкость изоляции проводника по постоянному току (В, 1 мин.) - 750
Диэлектрическая стойкость изоляции проводника по переменному току (В, 1 мин.) - 500

П-296 (Токопроводящая жила скручена из 7 медных проволок номинальным диаметром 0,35 мм).
Максимальное сопротивление по постоянному току (Ом/100м) - 5,15

Анонс

 

  • Статья о флуде трафиком (и защите от него);
  • Модульный коммутатор 3-го уровня российского производства;
  • Гимн провайдеров;
  • Обычные уже новости, ссылки, комментарии;
  • Традиционно - жду Ваших материалов - без них никак нельзя.
От редакции: если у вас есть чем поделиться с коллегами по отрасли, приглашаем к сотрудничеству
Ссылка на материал, для размещения на сторонних ресурсах
/articles/reviews/15694/teoriya-fantomnogo-pitaniya-oborudovaniya.html

Обсудить на форуме

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Зарегистрироваться