Синица в руках не соломинка, а дело рук самих ….
Хочу предложить устройство для построения 10baseT линков на расстояния, которые….немного превышают пределы одного здания. Строители домовых сетей поймут о чем идет речь.
Перечислю особенности и критерии, которыми я руководствовался в попытке, собрать незатейливое устройство, несложное для повторения. Назвать его можно УЗС10-аббревиатура от «устройство защитно согласующее», или «усиление, защита, согласование» - кому как удобнее.
1.Назначение-10 мегабит, даже в полном дуплексе, не актуальны при построении магистралей и будут нужны только в отдельных, редких случаях для одиночных пользователей. Проблемы сравнительно больших расстояний решаются средствами DSL . Вывод - скорее всего могут быть полезны и востребованы максимально дешевые устройства, увеличивающие расстояние раза в два, три.
2 Эксплуатационная надежность – эффективная грозозащита, без «земляных» и других синфазных проблем, нетребовательность к качеству питания, охлаждения, отсутствие проблемы обслуживания и мониторинга, никаких зависаний и смен предохранителей.
3 Приятные и неожиданные дополнительные возможности. Фантомную пару, образованную средними точками разделительных трансформаторов можно использовать без каких либо дополнительных устройств, для дистанционного питания, контроля, управления, подключения обыкновенной телефонной линии, или же как DSLine, или ее участок. Имеется еще один вариант соединений, который позволяет организовать даже две дополнительные, независимые линии, правда в этом случае низкочастотные, пригодные для всех выше перечисленных применений, за исключением DSL.
Перечисленные возможности, не нужны отдельным владельцам домашних компьютеров, но могут оказаться полезными в условиях заводов или других предприятий и организаций имеющих несколько корпусов или отдельно стоящих зданий.
Основой устройства является стандартное построение цепей защиты оборудования от электромагнитных воздействий. Гальваническая развязка на трансформаторе со средней точкой и схема ограничения напряжения, образованная диодным мостом и ограничителем напряжения, в данном случае - цепочка из четырех последовательно включенных диодов, работающих в прямом направлении. Трансформаторы служат для эффективной развязки, выделения рабочей полосы спектра сигналов, устранения проблем , так называемой, некачественной защитной земли или зануления, возможности организации фантомной цепи. Наличие трансформатора позволяет резко снизить требования к параметрам разрядников, а в ряде случаев вообще обойтись без них.
Для компенсации затухания в цепях грозозащиты и увеличения максимального расстояния работоспособности канала в устройстве имеется простейший усилитель корректор на двух транзисторах. Транзисторы работают в ключевом режиме, что позволяет снять вопросы регулировок, стабилизации рабочей точки, максимально поднять надежность и КПД устройства в целом. Для нормальной работы транзисторов типа КТ603 потребовалось применение небольшого смещения напряжения в базовой цепи выполненное на диоде. Вполне возможно, что применение других типов транзисторов позволит обойтись без этого.
Построение коллекторных цепей, наиболее простым способом обеспечивает
-работу усилителя в сравнительно большом диапазоне питающих напряжений;
-защиту транзисторов от повреждений в режиме короткого замыкания или обрыва на выходе;
-защиту от повышенного напряжения, которое наводится в цепях питания усилителя при электромагнитных воздействиях на линию грозовых разрядов;
- согласование с линией в полосе частот достаточной, как для сигналов передачи данных, так и для нормальной передачи Normal Link Pulse (NLP);
- формирование АЧХ усилителя необходимое для компенсации неравномерности затухания в рабочей полосе частот у медных соединительных линий. Для этого в схему введена цепочка из последовательно соединенных резистора и параллельного колебательного контура с частотой резонанса около10 мГц. Поскольку добротность этой цепи не высока, точной настройки частоты не требуется, что позволяет использовать в этой цепи конденсаторы и индуктивности с большим разбросом. Катушка индуктивности это просто бескаркасный бублик диаметром около 8 мм из десятка витков провода ПЭЛ, скрепленных капелькой лака или клея.
При питании УЗС10 от нестабилизированного источника питания, например от того же который используется для питания хаба, возникает амплитудная модуляция передаваемого в линию сигнала, но как показала практика, это не оказывает сколько ни будь существенного влияния на работоспособность канала. В силу простоты входных цепей усилителя, и особенности реализации грозозащиты, не рекомендуется использовать длинный патч корд для подключения УЗС10 к порту Ethernet, но в случае особой необходимости его длина может достигать полутора метров. Общий (минусовой) провод питания УЗС1110 должен соединяться с общим проводом защищаемого устройства, впрочем это происходит автоматически, если питание УЗС10 подается с блока питания хаба, свича или компьютера. В этом случае желательно подключение УЗС10 производить через диод.
Конденсаторы на выходе приемной части УЗС10 необходимы для того чтобы обеспечить нормальную работу входных цепей усилителя вне зависимости от схемотехнической реализации порта Ethernet. Дело в том, что разные производители сетевого оборудования используют несколько разных вариантов соединений обмоток развязывающих трансформаторов портов Ethernet.У некоторых из них средние точки обмоток передающего (TX) и приемного (RX) трансформаторов соединены между собой через низкоомные резисторы, или непоредственно. Если заранее удостовериться (замерив омметром) что в порту, к которому планируется подключить УЗС, такая связь отсутствует, то при изготовлении эти конденсаторы можно из схемы исключить.
В УЗС не предусмотрены какие либо средства индикации или контроля. Это сделано для максимального упрощения и удешевления конструкции. Тем более что УЗС практически не отличается по схеме подключения, и отсутствию индикации, от обыкновенных грозозащит, ”клонов АРС ”, с которыми многие уже вполне освоились.
Стабилитроны введены в схему только для защиты. Напряжение стабилизации нижнего на схеме стабилитрона должно быть немного выше максимально возможного напряжения питания. Собственная емкость и скорость срабатывания этого элемента схемы не играют никакой роли, тем более что он шунтирован конденсатором. Поэтому в качестве него можно использовать любой стабилитрон достаточной мощности, или варистор на соответствующее напряжение. Применение второго, верхнего на схеме стабилитрона, вызвано желанием несколько увеличить амплитуду выходного сигнала. Наиболее желательно, в качестве этого элемента схемы, применение ограничителя напряжения со сравнительно небольшой собственной емкостью. Если же, все таки, пойти на небольшое уменьшение усиления, то от этот элемента можно просто исключить , а точки схемы в которые он включен соединить накоротко. В этом случае несколько возрастут грозозащитные свойства УЗС10 в целом.
Немного о конструкции линейных
развязывающих трансформаторов. У многих сложилось впечатление что это очень
громоздкие, сложные и дорогие устройства. Отчасти я сам тому виноват. Какое то
время назад я предложил конструкцию
широкополосного трансформатора для использования в 100 мбит трактах. Сложность,
по видимому, заключалась в изготовлении
обмоток в виде симметричных линий с волновым сопротивлением 50 ом и как
можно большим напряжением пробоя изоляции между проводниками линии. Я предлагал
использовать для изготовления линий
наиболее доступные, как мне кажется, проводники из кабеля UTP.Трансформаторы получаются
с неплохими характеристиками, но
довольно габаритными. С тех пор прошло много времени, и кое что в конструкции
трансформаторов можно пересмотреть. В данном же устройстве, можно применить
гораздо более простые и более компактные трансформаторы. Я наматывал их на
кольцах диаметром 20 мм из низкочастотного феррита. Намотка ведется двумя
витыми парами (линиями) из кабеля UTP до заполнения сердечника. Каждая линия делает 10-12
(одинаковое число) витков вокруг сердечника. Концы линий надо соединить
следующим образом - начало провод a первой линии соединить с концом провода а второй линии. Это
будет средняя точка одной из обмоток. Конец провода b первой линии надо соединить с началом
провода b второй линии.
Это будет средняя точка второй обмотки. Трансформатор в этом случае получается
200омный, но для 10baseT вполне подходит. Обладает малой проходной
емкостью и выдерживает большую величину напряжения между обмоток без пробоя.
Диоды в УЗС10 выполняют те же функции, что и в любой другой грозозащите, требования к ним те же, хотя и работают они в несколько более легком режиме.Рискую навлечь на себя выражение массового недоверия, но наши старые добрые советские КД105 , которые широко использовались в бытовой технике, выдерживая в импульсе до 15 ампер, вполне могут еще служить в грозозащитах десятимегабитных линков. Диод, работающий стабистором, должен иметь напряжение стабилизации недостаточное для открывания транзисторов, но близкое к нему. С КТ603 удовлетворительно работают имевшиеся у меня КД212. Вполне возможно, что найдутся другие дешевые и более доступные диоды им на замену.
Мне кажется я достаточно полно изложил ответны на вопросы которые могут возникнуть у желающих использовать или повторить конструкцию. И очень надеюсь на ваши отклики, критику, предложения.
Особо хочу остановиться на вопросе электромагнитной совместимости. Имея в наличии современную элементную базу, не составляет большого труда поднять напряжение сигнала в линии до нескольких десятков вольт. При этом сильно возрастает вероятность возникновения помех радио и телевидению. Это обязательно надо иметь в виду при выборе кабеля (экранированный - неэкранированный), трассы его прокладки (воздушка, подземный способ), выбора минимально необходимого напряжения блока питания, поскольку от этого напрямую зависит амплитуда сигналов на выходе УЗС10. В продолжение, чтобы не писать еще раз, отрывок из обсуждения на эту тему на конференции forum.nag.ru.
flashwolf
Member
Зарегистрирован: 01.01.2005
Сообщения: 193
Добавлено: Ср Апр 27, 2005 10:32 pm Заголовок сообщения:
По П274(полевка)метров250-300, но напряжение конечно надо выше поднимать
а соседи не линчевали? я бы не
церемонился, если честно... ;)
да и ст. 13.18. Воспрепятствование уверенному приему радио- и телепрограмм никто не отменял
Вернуться к началу
pag
Member
Зарегистрирован: 22.03.2003
Сообщения: 234
Откуда: Омск
Добавлено: Чт Апр 28, 2005 4:28 pm Заголовок сообщения:
Да я уж и сам переживал на этот счет, по сути то вы правы. Поэтому просто перечислю основные соображения
1 п274 даже кабелем назвать нельзя - так себе дешевка (даже не знаю плюс это или минус :-)
2.как никак симметричен, свит, особо уж светиться не должен, а то как же он эти сигналы все таки умудряется доставлять до места, да на такое расстояние?
3.поэтому у него, IMHO основные потери не на излучение а на поглощение-уж тут могу только гадать - пыль вода грязь застрявшие между проводами, полипропилен изоляции с какой ни будь сажей наполнителем для с огромными потерями на ВЧ. Это скорее всего поскольку верхние частоты спектра спектра ослабляются во много много раз сильнее чем хотелось бы. что больше напоминает все таки поглощение.
4.при построении передающего устройства можно оптимизировать его именно для 10baseT, а именно не надо. Телевиденью не мешает, а редким сейчас слушателям КВ радиостанций скорее всего достанется. Так им бедным и так от любого импульсного блока питания компа, или даже лампы дневного света достается по самое не хочу.
5 Полевку совершенно нет смысла кидать в подъезде рядом с уязвимыми местами домовой приемной телевизионной антенно фидерной распределительной сетью(во завернул?:-)
6 Ну помешает, а снять легко, сами порвут? да и хрен с ним. Падать будет никого не зашибет
7 Вот было бы интересно узнать, почему до сих пор не линчевали любителей коротковолновиков которые работают на тех же частотах, и не на линию а в эфир да еще 200 ваттными передатчиками?
8 А я никому ничего не навязываю, каждый сам должен решать где какой кабель тянуть.
9Некоторые неудачи, в смысле помех населению, которые могли быть у некоторых энтузиастов пробовавших в деле усилители езернета, вполне можно отнести на какие ни будь технические недоработки. Например плохое симметрирование. Или какая ни будь неоднородность на линии , из-за повреждения изоляции.
10 покажите мне кто пробовал то? Я вот уже несколько лет ковыряю в этой области, и к сожалению слышал только об одном случае когда КОАКСИАЛ?! светился?!(кабель был наверно совсем дрянной)кому то помешал. Так это еще постараться надо.
11Продолжать:-)?????