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发挥乙太网路优势 工业环境的部署不可忽视三大考量
Dressing udstyr   2020年05月27日 星期三 浏览人次: [884]

自问世以来,乙太网路的发展突飞猛进,现已被大量应用於商用和企业之中。由於乙太网路具有定义明确的标准和易於部署的特性,在工业世界中获得广泛应用。然而,若要在严苛的工业环境中满足乙太网路的需求,仍需深入的洞察力和资源投入。

透过无线及有线连接(包括乙太网路)的现代工业设置
透过无线及有线连接(包括乙太网路)的现代工业设置

德州仪器系统与应用工程师Aniruddha Khadye指出,工业环境与商业的完全不同,因此在工业环境运作会面临一系列挑战。工业环境往往包括许多严苛的条件,如更宽的温度范围和电压、更高的噪音与机械应力等。工业级乙太网路实体层必须根据乙太网路协议的要求执行。

Aniruddha Khadye表示,在为工业环境中的系统选择乙太网路实体层时,必须考虑三个要素,分别是低延迟、EMI/EMC和ESD保护。

1. 低延迟

延迟是指数据封包从源头传输到目的地所需的时间。网路中的不同部分将导致整体的网路延迟。工业网路中的通讯对时间有严格要求,应将延迟最小化与精确化。较高的延迟和不同数据封包的到达时间会降低系统性能。

标准乙太网路具有不确定性。IEEE 802.3标准并没有指定乙太网路实体层的最大延迟数。然而,对於工业环境中的乙太网路收发器来说,具备低延迟与确定性延迟非常重要。低延迟与确定性延迟能够加快反应速度并提高可预测性。低延迟可以让应用更快地运行,因为讯息透过网路传播时所需的等待时间更短,而确定性延迟提升了不同网路的同步性。

2. EMI/EMC

电磁干扰(EMI)是系统无意间产生的电磁能量。另一方面,电磁相容(EMC)是指系统能够在其他系统产生电磁能量的环境中运行。电磁干扰(EMI)和电磁相容(EMC)是工业环境中的重要叁数,因为其可能包含多种电磁能量来源。抗电磁干扰性差的系统会辐射大量能量,扰乱周遭的敏感装置并降低效率,因为能量在辐射中被浪费。电磁相容差的设计会使系统高度敏感并导致性能问题。电磁相容设计差的系统性能也可能受其他典型辐射源影响,如Wi-Fi、手机等。

现今存在不同的EMI/EMC标准,如欧洲标准化委员会(EN)、国际无线电干扰特别委员会 (CISPR)、美国联邦通讯委员会(FCC)等,这些标准会因地区与预期市场的不同而变化。装置在获得使用认证前,必须满足这些标准规定的要求。这些标准随装置的最终应用而变化。工业市场的EMI/EMC标准较商用市场更为严格。

3. ESD保护

静电放电(ESD)是一种突然进入系统的电流,并与带电体接触。静电放电事件很短,但他们会对系统注入大量能量。如果装置的设计不能承受这类事件,对装置来说是具毁灭性的,通常会导致装置毁坏。由於静电放电并不总是留下明显的毁坏痕迹,因此在复杂的系统中很难找到损坏的装置。

作为一个如此重要的叁数,诸如国际电工委员会(IEC)61000-4-2已经制定ESD标准,以订定装置必须满足的最低要求。哪些装置必须满足要求,取决於它们的最终应用。与EMI/EMC类似,工业市场的ESD要求比商业市场更为严格。

工业级乙太网路实体层应具有低确定性延迟,符合严格的EMI/EMC标准,并能抵抗ESD事件。TI乙太网路产品组合能满足这些要求,并已於世界各地的严苛工业环境中投入使用,包括DP83867工业Gigabit乙太网路实体层和DP83826E 10/100乙太网路实体层等装置。

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