Меню

Протокол Ethernet POWERLINK компании B&R

Протокол Powerlink разработан австрийской компанией B&R в начале 2000-х. Это еще одна реализация протокола реального времени поверх стандарта Ethernet. Спецификация протокола доступна и распространяется свободно. 

В технологии Powerlink применяется механизм так называемого смешанного опроса, когда всё взаимодействие между устройствами делится на несколько фаз. Особо критичные данные передаются в изохронной фазе обмена, для которой настраивается требуемое время отклика, остальные данные, будут переданы по мере возможности в асинхронной фазе.

Изначально протокол был реализован поверх физического уровня 100Base-TX, но позже была разработана и гигабитная реализация.

В протоколе Powerlink используется механизм планирования обмена. В сеть посылается некий маркер или управляющее сообщение, с помощью него определяется, какое из устройств имеет в данный момент разрешение на обмен данными. В каждый момент времени доступ к обмену может иметь только одно устройство.

Схематическое представление сети Ethernet POWERLINK с несколькими узлами.

В изохронной фазе опрашивающий контроллер последовательно посылает запрос каждому узлу, от которого необходимо получить критичные данные. 

Изохронная фаза выполняется, как уже было сказано, с настраиваемым временем цикла. В асинхронной фазе обмена используется стек протокола IP, контроллер запрашивает некритичные данные у всех узлов, которые посылают ответ по мере получения доступа к передаче в сеть. Соотношение времени между изохронной и асинхронной фазами можно настроить вручную.

Терминология: End-span и Mid-Span

End-span — устройство обеспечивающее подачу электропитания от начала кабельной
линии.

Классический пример: коммутатор IP телефонии обеспечивает электропитание небольшой сети стационарных телефонов в пределах офиса.

Другой пример — система видеонаблюдения на небольшом складе, где видеокамеры получает электропитание от коммутатора через PoE

Обычно в таких системах не предусмотрено дополнительных устройств для усиления питающего сигнала.

Mid-span — когда питающее устройство, подключается не с начала кабельной линии, а дополнительно между коммутатором и конечным устройством. Например, питание видеокамеры через инжектор, который включается после коммутатора в промежуточном кроссовом шкафу.

Ещё немного терминологии:

• PSE (Power Source Equipment) — питающее оборудование.
• PD (Powered Device) — питаемое устройство.

Автоматизированная система управления наружным и внутренним освещением (АСУНО и АСУВО)

Рис. 3. PLC-плата 300LED

Автоматизированная система управления на базе светодиодных светильников предназначена для централизованного автоматического и оперативно-диспетчерского управления наружным освещением улиц, а также освещением объектов на предприятии. Система позволяет существенно снизить потребление электроэнергии для внутренних светильников до 80%, для наружного освещения — до 30%, увеличить срок службы светильников в 3–5 раз, снизить расходы на техобслуживание светильников, срок окупаемости составит 1–2 года. На рис. 3 представлена PLC-плата серии 300LED, встраиваемая в светильник.

• Автоматическое управление освещением (включение/выключение, яркость свечения) — каждым светильником в отдельности или группой светильников:
  • по предварительно составленной программе;
  • в зависимости от уровня естественной освещенности;
  • по датчику движения и/или акустическому датчику.
• Контроль технических параметров светильников (встроенные в светильник датчики температуры, влажности, тока, напряжения) с выводом на пульт оператора:
  • текущих параметров светильника — ток потребления, напряжение питания, температура, влажность;
  • учет времени работы светильника в течение всего срока эксплуатации;
  • прогнозирование возможных неисправностей и сроков замены светильника.
• Обработка и передача в соответствии со стандартами: ШИМ, DALI, 0–10.

• АСУО помещения — самостоятельная система, управляющая одной или несколькими группами светильников в одном или нескольких помещениях.
  • Блок управления светильником устанавливается внутрь светильника и управляет одним или несколькими светильниками. Состоит из PLC-модема и блока питания светильника.
  • Модемы применяют Mesh (SmartGrid) топологию, при которой каждый модем может передавать данные любому другому модему, выступая ретранслятором. Таким образом обеспечивается теоретически неограниченная площадь покрытия. Работа всей системы координируется управляющим блоком, называемым концентратором, который расположен непосредственно у компьютера центрального пульта (ЦП).
  • В зависимости от расположения помещений, оборудованных управляемыми светильниками, и их удаленности от ЦП может потребоваться установка дополнительных модемов для ретрансляции сигнала, например в этажных щитках здания. При наличии можно задействовать существующую инфраструктуру здания — коаксиальный кабель, витую пару, иные выделенные линии. В этом случае возможно существенное снижение стоимости проекта за счет уменьшения количества используемых модемов.
• АСУО здания — централизованная компьютеризованная система управления, охватывающая освещение и другие системы целого здания или группы зданий.

Работа данной системы аналогична работе АСУО помещения за исключением того, что в этом случае не потребуется установка дополнительных ретрансляторов связи внутри здания, поскольку каждый модем светильника является еще и ретранслятором сигнала.

АСУО наружного освещения аналогична АСУО зданий, за исключением наружного исполнения.

Преимущества двухканального модема серии 300LED:

• Два PLC-чипа на разные диапазоны для увеличения надежности связи. Фактически это два модема в одном, которые управляются единым микроконтроллером.
• В модеме TL300LED.2 благодаря наличию дублирующего канала исключена потеря связи при сильных помехах и при сильном понижении импеданса электросети (внезапном включении мощной нагрузки).
• Высокие требования по надежности — расширенный температурный диапазон, большие запасы по напряжению питания, усиленная защита от импульсных бросков напряжения по линии связи (электросети).
• Для работы модемов в сложных электромагнитных условиях разработаны специальные прошивки, позволяющие с многократными переповторами передавать сигнал по нескольким каналам одновременно.
• Модемы поддерживают ретрансляцию с режимом автоматического конфигурирования и реконфигурирования сети.

Наличие второго, более широкополосного и скоростного канала позволяет установить, например, камеры видеонаблюдения или подключить иное оборудование, требующее повышенной пропускной способности.

Достоинства одноканальных модемов серии 300LED:

• Намного более высокая скорость, чем у аналогичных устройств.
• Построенная сеть будет работо­способна через 5 мин после включения.
• В случае изменений условий в электрической сети в течение 5 мин будет произведена автоматическая деконфигурация с устранением временной нетрудоспособности пропавшего узла.

Ну и напоследок ответ на вопрос: какие устройства выбрать?

Выбор питающего устройства

Когда говорят о выборе устройства-источника для питания PoE, имеют в виду end-span, и обычно это коммутатор. Коммутатор — самый используемый вариант, они применяются и в IP телефонии, и видеонаблюдении, и при развешивании точек доступа, и при расстановке всевозможных датчиков охранных систем, контроллеров СКУД и так далее.

Тут важно учитывать несколько факторов:

1. Совместимость сверху вниз. То есть более современное устройство, поддерживающее последний стандарт IEEE 802.3bt может использоваться для подключения и питания более старых устройств. А вот наоборот — нет.
2. Удаленность PD (питаемых устройств). Помимо длины, которая есть «здесь и сейчас», стоит задуматься о будущем. Например, если будет расширяться складская территория, или намечается переезд офиса. Лучше заложить некоторый запас характеристик «на перспективу».
3. Управление устройствами. Помимо варианта ««зайти» на коммутатор и вручную выключить-включить питание», существуют и другие возможности управления, например, с использованием протокола LLDP для видеокамер.
4. Защита от импульсных перенапряжений (УЗИП) и других вредных факторов.

У Zyxel есть коммутаторы, которые советуют всем указанным выше требованиям. Это модели новой серии GS1350. Мы уже писали о них ранее Данная серия изначально позиционировалась как «Смарт-управляемые коммутаторы для систем видеонаблюдения» Однако они без проблем применяются и для других случаев, например, для питания телефонов, точек доступа и других устройств с PoE.

Рисунок 4. Специализированный управляемый коммутатор PoE GS1350-26HP.

Неуправляемые коммутаторы серии GS1300 также являются неплохим выбором. Подборку специализированных коммутаторов от Zyxel можно посмотреть на рисунке 5.

Рисунок 5. Модельный ряд управляемых и неуправляемых коммутаторов с поддержкой PoE от Zyxel.

Выбор устройства-потребителя

Обычно при выборе конечных устройств ориентируются на их потребительские характеристики, например, на качество картинки при выборе видеокамеры, поддержке Wi-Fi стандартов при выборе точек доступа и так далее.

Однако электропитание также накладывает свой отпечаток. Имеет смысл учитывать следующие факторы:

1. Экономичность устройства.
2. Возможности управления.
3. Цена и качество.

Важно! Несмотря на заявленную совместимость сверху вниз не стоит 100% уповать на эту возможность. В хорошем проекте источник питания и потребители должны поддерживать один стандарт, желательно самый актуальный, иметь полную совместимость, приобретаться в расчёте на использование новых технологий, например, Wi-Fi 6

Переделка целого куска инфраструктуры, гордо именуемая «модернизацией», чаще всего обходится дороже, чем некоторые дополнительные затраты на этапе внедрения.

Организации, организации, организации…

Помимо перечисленных выше альянсов, существует множество локальных групп компаний, в целом имеющих сходные цели, однако по тем или иным причинам сделавших ставку на собственные разработки, а не на участие в чужих проектах.

Организации уже не раз приходили к выводу о том, что главный противник распространения PLC в мире — это они сами, вернее, количество всевозможных вариантов передачи данных по электросетям, не поддерживающих друг друга. Таким образом, вслед за этапом создания локальных альянсов производителей пришел этап консолидации этих групп в глобальные организации, поддерживающие идею технологии в целом.

Один из примеров такой организации — CE-Powerline Communication Alliance (CEPCA). Группа была образована в 2005 году; в нее вошли три крупные японские компании: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (Panasonic), Mitsubishi Electric Corporation (Mitsubishi Electric) и Sony Corporation (Sony). CEPCA изначально ориентирует свои усилия на взаимодействие различных стандартов с целью организации сети передачи мультимедиа-данных в рамках квартиры или дома. При этом созданный альянс подразумевал дальнейшее расширение за счет привлечения новых членов; практически сразу к организации присоединились другие крупные азиатские компании, в частности Hitachi, Ltd., Pioneer Corporation, Sanyo Electric Co., Ltd., Toshiba Corporation и Yamaha Corporation.

Достоинства и недостатки данного типа связи

Достоинством данного типа связи является совместное использование уже имеющейся проводной линии силовой сети. Т.е., не требуется производить монтаж линии связи, да и розетка есть практически в любой комнате.

К минусам относится как техническая сложность устройства, так и невысокая скорость при передаче данных на расстояния больше, чем 100-300 метров.

Также не стоит забывать, что данный канал связи можно организовать только между теми устройствами, которые подключены к одной фазе сети и только в пределах одной трансформаторной подстанции — высокочастотные сигналы не могут пройти через обмотки трансформатора электрической подстанции.

В принципе, последнее ограничение частично снимается использованием пассивных или активных ретрансляторов высокочастотных сигналов. Их используют как для передачи сигналов на другую фазу, так и для передачи сигналов в линию другого трансформатора.

Особенности питания устройства

Сразу отмечу, что я не спец в проектировании блоков питания, для подробностей есть специализированная литература. Но считаю важным отметить некоторые моменты, которые влияют на стабильность системы, и с которыми у меня были проблемы.

Блок питания можно либо собирать самому, либо взять готовый модуль с нужными характеристиками, это неважно. В любом случае, нужно адекватно развести линии питания по печатной плате

Схема питания устройства зависит от потребителей. В нашем случае основные “жрущие” потребители — это микроконтроллер и “выходная цепь”, так как в ней усилитель для отправки сигнала в ЛЭП.

Остальные потребители вроде усилителей входного сигнала во “входной цепи”, EEPROM памяти или какие-то UART конвертеры потребляют немного.

Стабильное питание микроконтроллера

Первое и самое важное на что нужно обратить внимание — это стабильность питания микроконтроллера. Он не любит скачки напряжения и может в самый неподходящий момент перезагружаться или просто начать себя странно вести (пропускать блоки кода)

И тут у нас проблемка: как назло, под боком у микроконтроллера находится “выходная цепь” с усилителем полезного сигнала. Этот блок устройства во время генерации сигнала импульсами потребляет мощность, что может прилично потрясти всю систему питания, обнулив при этом микроконтроллер.

Примерная картина потребления мощности

При передаче кадра это происходит каждые 10 миллисекунд длиной в 1 миллисекунду.

С этим у меня возникли трудности. Иногда устройство работало нормально, но чаще — предсказуемо перезагружалось. Сначала пытался решить проблему блоком питания помощнее, но не помогало. В поисках решений много интересного узнал из форумов по робототехнике. Там похожие проблемы были в основном из-за сервоприводов, которые потребляют приличное количество энергии и, при неправильной разводке платы, могут внезапно перезагружать микроконтроллер.

Для тяжелых случаев есть пара советов, которые помогут уменьшить влияние скачков напряжения.

Совет 1 — Разделить землю на аналоговую и цифровую

Первый важный момент — это обеспечение минимального влияния аналоговой части схемы на цифровую.

Для этого нужно разделить дорожки “GND” в самом начале схемы питания — возле минуса блока питания. Ни в коем случае нельзя их пересекать или как-то замыкать в других частях схемы.

Для питания условно “цифровых” компонентов схемы (микроконтроллер, EEPROM память и т.д.) от самого блока питания должна идти отдельная линия, можно назвать её “DGND”.

Для питания аналоговой схемы генерации “полезного сигнала” от блока питания, соответственно, должна идти отдельная линия “AGND”. Подробнее можно почитать в статьях или литературе по заземлению.

Совет 2 — Не забыть про керамику

Конденсаторы нужно ставить перед каждой ножкой питания микроконтроллера и как можно ближе к ним. Обязательно выполнить минимум обвеса, который указан в Datasheet на микроконтроллер.

Картинка с сайта allexpress.com

Также желательно добавить в цепи питания микроконтроллера дополнительную емкость, в виде электролитического или танталового конденсатора, чтобы он мог даже выдерживать кратковременное отключение питания.

С танталовыми осторожнее, они красиво взрываются :).

Еще надо не забыть “защитить” ножку “Reset” микроконтроллера, как указано в Datasheet. В противном случае микроконтроллер может внезапно перезагружаться. Если нет светодиодной индикации запуска программы микроконтроллера, то можно этого даже не заметить.

Совет 3 — Экранировать цифровые компоненты

Может получиться так, что недалеко от микроконтроллера расположен высокочастотный трансформатор, который во время передачи сигнала генерирует электромагнитные помехи.

Мне помогло расположение микроконтроллера на другой от ВЧ трансформатора стороне печатной платы и наличие земляного полигона под корпусом микроконтроллера.

Картинка с сайта caxapa.ru «Помехоустойчивые устройства, Алексей Кузнецов»

Стандарт оборудования от IEEE

HomePlug — далеко не единственное семейство стандартов в рамках PLC. В мире существует целое множество успешных и не очень вариантов передачи данных по электрическим сетям, причем выпускаемые год за годом документы описывают самые различные аспекты передачи данных. Один из таких документов — результат работы Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE — Institute of Electrical and Electronics Engineers) с порядковым номером 1675. Хотя его разработку обещали закончить к 2006 году, официальный релиз о выпуске стандарта мир увидел только 13 января 2009 года.

IEEE 1675 — это уже прошедший все бюрократические процедуры стандарт для разработки и тестирования оборудования передачи данных через электрические сети. Документ IEEE 1675 (Standard for Broadband Over Powerline Hardware — BPL) описывает лишь вопросы, касающиеся оборудования PLC; вопросы организации сети будут описаны в документе IEEE 1901 (Draft Standard for Broadband over Power Line Networks: Medium Access Control and Physical Layer Specifications), который на данный момент находится в разработке. Нужно отметить, что разработки IEEE пока касаются, прежде всего, BPL (broadband over powerline) — способов создания операторской широкополосной сети доступа с использованием электрических сетей, альтернативной сетям xDSL, а не домашней сети.

Европейский PLC-стандарт

Не менее крупный игрок на поле стандартов PLC – организация под названием Open PLC European Research Alliance (OPERA), поддерживающая разработки в области передачи данных по электросетям в Европе. Проект OPERA был основан в 2004 году 36 ведущими европейскими компаниями и университетами. Целью проекта была разработка нового уровня PLC-коммуникаций, в частности, для передачи потокового видео; при этом общий бюджет проекта (на первые два года) составил 20 млн евро. Проект имеет серьезную поддержку на уровне Европейской комиссии, в том числе и финансовую, так как, помимо разработки нового стандарта, он должен повысить доступность широкополосного подключения к Интернету даже в отдаленных от крупных центров городах Европы.

Первая фаза проекта (OPERA Phase 1) была завершена в 2006 году; результатом работы стала первая спецификация OPERA. С января 2007 года стартовала так называемая вторая фаза (OPERA Phase 2).

Главное преимущество OPERA по сравнению с другими проектами в том, что это первая по-настоящему открытая спецификация в мире PLC. Уже после выхода первой версии стандарта ей поспешили воспользоваться производители оборудования: открытая стандартизация дала мощный толчок к развитию всей индустрии.

EtherCAT P, 24 В. Однокабельное решение

С EtherCAT P технология EtherCAT расширилась и позволила соединить высокоскоростную связь EtherCAT с системой питания 24 В и периферийным источником питания (US или UP) в стандартном кабеле Ethernet. Поэтому для EtherCAT P компания Beckhoff Automation создала специальные разъемы M8, которые имеют механическое кодирование, что устраняет возможную путаницу с разъемами, используемыми для стандартных устройств EtherCAT.

Инсталляция конкретного станочного или заводского оборудования упрощается благодаря специальным программным инструментам, которые работают на базе персонального компьютера и помогают определить всех пользователей и длину кабеля EtherCAT P, обеспечивая самую высокую производительность и наибольшую рентабельность в рамках сети EtherCAT P.

Энергетика

Для сбора и передачи данных по линиям электропередачи 0,4–10 кВ компания «ТелЛинк» разработала оборудование узкополосного доступа — модемы, емкостное и индуктивное устройства присоединения к кабельным линиям и ЛЭП. Оборудование предназначено специально для решения задач контроля и управления в области энергетики и построения таких систем, как АСКУЭ и SCADA (АСУ ТП), телемеханика, телефония и др.

PLC-модем 300-й серии можно использовать в электросетях разного напряжения, с многочисленными узлами, поддерживающими различные промышленные протоколы.

С учетом того, что пользователю доступна максимальная скорость до 500 кбит/с на внешнем интерфейсе, это решение оптимально для систем с высокими требованиями к пропускной способности канала, систем автоматизации, мониторинга и других служб, использующих высокочастотную связь по ЛЭП.

Емкостное устройство присоединения УП предназначено для передачи данных по высоковольтным линиям с напряжением до 10 кВ как воздушным, так и кабельным путем. УП является неотъемлемым звеном при построении PLC-сетей, выполняет передачу высокочастотных сигналов PLC-модема в канал связи с номинальным напряжением до 10 кВ и обратно, обеспечивая в свою очередь гальваническую развязку потенциалов и согласование импеданса между первичным и вторичным терминалами, не требует дополнительного электро­питания и не нуждается в каких-либо настройках. Конструкция и габариты УП позволяют устанавливать его как в ТП, так и в выкатных ячейках РП (РТП) и ПС, как внутри, так и вне помещения. Корпус УП изготовлен из стекловолокна с полиэстером, что обеспечивает необходимый уровень безопасности при эксплуатации и степень защиты по классу С3.

Индуктивное устройство присоединения УП-i имеет назначение, аналогичное емкостному УП, но отличается быстротой и легкостью установки без непосредственного контакта с токоведущими частями ЛЭП.

Реализация системы промышленного учета энергоресурсов или автоматизированной системы управления технологическим процессом представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема системы промышленного учета энергоресурсов

Примеры коммерческих систем мониторинга воздушных сетей ЛЭП

В настоящее время в нашей стране и за рубежом используется ряд коммерческих систем мониторинга воздушных электросетей, ориентированных на решение определенных задач. Рассмотрим структуры типовых систем мониторинга, которые отличаются не только функциональными характеристиками, но и ценой, а также способом монтажа на ЛЭП.

Система мониторинга проводов ЛЭП САТ-1

Одной из первых коммерческих систем мониторинга стала система CAT-1, разработанная в 1991 г. американской компанией The Valley Group, Inc. В настоящее время во всем мире используется свыше 300 систем мониторинга CAT-1. Система обеспечивает мониторинг в реальном времени погодных условий и натяжения проводов в точках крепления к опорам. Основной модуль системы монтируется на опоре ЛЭП и весит порядка 50 кг. Датчики измерения натяжения проводов представляют собой тензодатчики в корпусе из нержавеющей стали с крепежными отверстиями и устанавливаются между изолятором и опорой. Основой тензодатчиков является измерительный преобразователь. Основной модуль CAT-1 состоит из влагостойкого алюминиевого корпуса с блоком электроники, встроенного модема, антенн для передачи данных и крепежных элементов. Модуль предназначен для эксплуатации в диапазоне температур окружающей среды –40…+60 °С. Для обеспечения непрерывной работы модуля используется 12-В аккумуляторная батарея, зарядное устройство и панель солнечной батареи (рис. 5).

Рис. 5. Модуль питания САТ-1. Измерительный модуль CAT-1 монтируется на опоре

Несмотря на простоту измерений, система за счет использования патентованных алгоритмов анализа обеспечивает выявление и расчет многих полезных параметров ВЛ, например стрелы провеса, токовой пропускной способности линии и даже наличия гололеда на проводах. На рис. 6 показана структура системы мониторинга CAT-1 для обнаружения гололеда на проводах.

Рис. 6. Пример использования системы мониторинга CAT-1 для обнаружения гололеда на проводах

Бесконтактные измерители тока и температуры провода

В настоящее время получила широкое распространение и другая концепция реализации измерительного модуля для систем мониторинга OTLM (Over head Transmision Line Monitoring), т. е. мониторинг пропускной способности ВЛ. В отличие от системы мониторинга CAT-1, измерительный модуль OTLM конструктивно монтируется на высоковольтный провод. Измерение тока в проводе и питание модуля осуществляется бесконтактно. Питание прибора производится от энергии, получаемой от провода через токовый трансформатор. Система OTLM обеспечивает в реальном времени измерение температуры и тока проводов.

На рис. 7 показан общий вид OTLM-модуля, производимого словенской компанией C&G.

Рис. 7. Общий вид прибора OTLM

Основные характеристики измерительного модуля OTLM:

• диаметр капсулы 305 мм, длина 300 мм;
• вес капсулы 10 кг;
• диапазон применения на линиях ЛЭП — до 420 кВ;
• частота 50 Гц;
• диаметр токонесущего провода 10–50 мм;
• диапазон рабочих токов 50–1100 A;
• диапазон измерения температуры провода –40…+125 °С;
• диапазон рабочих температур –40…+70 °С;
• точность измерения температуры до 1 °С;
• канал передачи данных — GSM (900/1100/1800/1900 МГц);
• протокол передачи SMS/GPRS.

Устройство измеряет ток в проводе и температуру провода в фиксированных точках. Прибор имеет крепление для монтажа непосредственно на провод. Источник питания — встроенный токовый трансформатор. Получаемая энергия используется для питания всего устройства. Никаких внешних источников питания не требуется. Также в приборе используется GPS-приемник. Измеренные значения тока и температуры привязаны, таким образом, к конкретным координатам положения блока на ЛЭП и меткам точного времени. Данные измерений периодически передаются в диспетчерский пункт, оборудованный системой SCADA, через стандартный IEC-протокол. Данные доступны через веб-браузер.

Для чего это нужно?

Как писал поэт Владимир Маяковский: «Если звезды зажигаются, значит это кому-нибудь нужно». Ниже приводятся преимущества использования данной технологии.

Подключение устройств в труднодоступных местах

Например, на рабочем месте пользователя предусмотрены только две розетки: для монитора и системного блока. Часто такие требования возникают не из-за ошибки в планировании, а диктуются отраслевыми, региональными и другим стандартами ИТ-безопасности, пожарной безопасности, охраны труда и так далее.

Другой пример — если видеокамера или точка доступа закреплена под потолком, туда бывает сложно протянуть ещё и провод питания.

Управление по питанию

Вторая польза заключается в том, что PoE позволяет управлять устройством по питанию, например, временно отключать, включать или выполнять перезапуск (при зависании, обновлении или другой необходимости).

Это удобно, если приходится работать удалённо, или, когда устройства находятся в труднодоступных местах.

Особенно это полезно при работе с точками доступа, которые могут находиться на значительном расстоянии или вообще скрыты где-нибудь над фальшь-потолком.

Примечание. Практически все современные точки доступа от Zyxel поддерживают PoE
и в том числе новые модели с поддержкой Wi-Fi 6: как самые «бюджетные» NWA110AX так и более продвинутые WAX650S и WAX510D

Рисунок 1. Двухдиапазонная точка доступа 802.11ax (Wi-Fi 6) NWA110AX.

Упрощение обслуживания

Помимо удобства эксплуатации, применение PoE позволяет снять головную боль в плане закупки и ремонта адаптеров питания, обеспечения пользователей розетками, например, через приобретение PDU (проще говоря, «переносок-разветвителей). Меньше узлов — меньше точек отказа — меньше звонков в техподдержку.

Электробезопасность

Кто бы что ни говорил, а 220 Вольт — это много. Это больно бьёт, это убивает. А вот 57 вольт, что является максимумом для PoE — тоже неприятно опасно, но уже не так сильно. В некоторых организациях для того, чтобы сисадмин выполнял работу ещё и электрика — нужен специальный допуск. Регламентируется это всё теми же отраслевыми и региональными стандартами. А с PoE — ничего такого отродясь не знали. Слаботочка — она и есть слаботочка.

Эстетика

Техническому персоналу что в первую очередь нужно? Лишь бы работало. Но некоторым особенно продвинутым «товарищам» нужно, чтобы это было еще и «красиво». Например, чтобы «лишние» провода не свисали. Или чтобы всё одного цвета было. А PoE избавляет от этих самый «лишних» проводников. Особенно чувствительны к этому разного рода проверяющие, комиссии и «большое начальство».

EtherCAT, EtherCAT P. Типы разъемов

Если в дополнение к системным 24-В и периферийному источникам питания через EtherCAT P требуется более высокая мощность или ток, то питание с помощью разъемов ECP и ENP может быть обеспечено благодаря соответствующим гибридным кабелям. Для этой цели предназначены такие решения:

• ECP (EtherCAT P + питание) — эта серия разъемов объединяет компактный, трапециевидный элемент EtherCAT P (с использованием тех же выводов, что и EtherCAT P с разъемом M8) с дополнительными контактами питания. Таким образом, питание 24 В, встроенное в EtherCAT P, дополняется еще одной линией питания;
• ENP (EtherCAT/Ethernet + питание) — данные разъемы объединяют трапецеидальный центральный элемент связи с дополнительными выводами питания, такими же, как и ECP. Трапецеидальный элемент имеет обратную конструкцию для предотвращения неправильных соединений и обеспечивает передачу данных через EtherCAT, как стандартный Ethernet или другие протоколы связи, выполненные на базе этого стандарта.

Разъемы разнообразных размеров (B12–B36) доступны с различным количеством контактов питания (2–6), поэтому их легко адаптировать к требованиям разных типов сетей. Полное, на всю длину и круговое (360°), экранирование центрального трапециевидного элемента гарантирует типичную высокопроизводительную связь EtherCAT (рис. 2). Расширение однокабельных конструктивных решений одновременно с растущим разнообразием устройств и компонентов EtherCAT P, ECP и ENP также увеличивает диапазон возможностей для самых разных пользовательских приложений.

Рис. 2. Новые технологии соединений расширяют возможности EtherCAT- и EtherCAT P-связи благодаря дополнительным вариантам передачи электропитания

Немного истории

Идея передачи сигналов управления по проводам питания не нова. Еще в 30-х годах прошлого столетия проводились смелые эксперименты по передаче таких сигналов по проводам силовой сети города. Полученные результаты были не очень впечатляющими, но не стоит забывать о том, что в те времена царствовала ламповая техника и элементная база была не столь разнообразна. Ко всем проблемам технического толка добавлялись и организационные: не было единого стандарта — каждый разработчик делал всё под себя: использовались разные частоты и модуляции. Всё это сдерживало развитие данной отрасли связи.