তামা তারের উপর ডেটা সংক্রমণ হার বুঝতে

Question

আমি একটি আরডুইনোতে সেন্সরগুলি সংযুক্ত করার বিভিন্ন উপায়ে গবেষণা করেছি এবং i2c একটি জনপ্রিয় পদ্ধতি বলে মনে হচ্ছে। আমি পড়েছি যে 400 বা 100 কেবিপিএস এর ডেটার হার সহ এটি কেবলমাত্র স্বল্প দূরত্বে (কয়েক মিটার, সর্বাধিক) নির্ভরযোগ্য। গিগাবিট ইথারনেটের মতো তামার উপর অন্য ডেটা সংক্রমণের তুলনায় এই প্রোটোকলের সীমা কেন এত কম তা বুঝতে আমার খুব কষ্ট হচ্ছে। আমি ক্যাপাসিট্যান্স, ভোল্টেজ ড্রপ এবং দেওয়া প্রতিরোধের মতো কারণ দেখেছি, তবে ক্যাথ 5/6 এর চেয়ে বেশি ইথারনেট কি এই সমস্ত সমস্যার বিষয় নয়? মূলত, আমি জানতে চাই যে কেন কিছু তামার তারের নিচে কিছু ভোল্টেজ সঞ্চার করলে এই বিভিন্ন পদ্ধতির তুলনা করার সময় আরও সুসংগত ফলাফল (ব্যান্ডউইথ, দূরত্ব) পাওয়া যায় না।

Comments

বর্ণিত সীমাবদ্ধতার সাথে অনেকগুলি বড় বড় প্রোটোকল রয়েছে যা প্রায়শই উপেক্ষা করা হয়। ইথারনেট কেবল পুনরাবৃত্তি ছাড়াই 30 ফুটের কাছে নির্ভরযোগ্য। ইউএসবি 10 ফুট নীচে। এর অর্থ এই নয় যে লোকেরা সীমাবদ্ধতা ঠেকায় না। আপনার ডেটা কতটা দ্রুত / নির্ভরযোগ্য হওয়া দরকার এবং আপনি সিআরসি পরীক্ষার উপরে ওভারহেডের ডেটা বহন করতে পারবেন কিনা তার উপর ভিত্তি করে এগুলি বাস্তবায়ন সিদ্ধান্তসমূহ।

— mreff555

আমি কেবল এটিই উল্লেখ করতে চাই যে আই 2 সি এভাবে ব্যবহার করার উদ্দেশ্যে নয় যদিও এটি অবশ্যই 100 মিটারের বেশি ব্যবহার করা সম্ভব। (এটিতে ইথারনেটের মতো একই তাত্ত্বিক সর্বোচ্চ দূরত্ব রয়েছে)। তবে আপনার হয় হয় খুব কম বাউড্রেট হবে, বা আপনার টান আপ স্রোতগুলি হাস্যকর হবে।

— ওপাইফেক্স

@ ওপাইফেক্স হাস্যকর গতি!

— DKNguyen

এটি কোনও উত্তর নয় এবং সম্ভবত আমি স্পষ্ট করে বলছি, তবে আই 2 সি (বা অন্য কোনও প্রোটোকল) এর সীমাগুলি তারের উপাদান এবং প্রোটোকলের কারণে মূলত । আপনার প্রশ্নের মূর্খতা মনে হয় "যদি পদ্ধতি এক্স আমাকে তামা দিয়ে ওঠে, তবে ওয়াই এবং জেডও আমাকে এ পাবে না?" যা সহজাতভাবে সত্য নয় isn't

— দ্বিজুম

30 ফিট দ্বারা, আপনি 328 ফিট / 100 মি @ mreff555 বলতে চাচ্ছেন? মোচড়ের জোড় ইথারনেটের জন্য এটিই অনুমান, পুরানো কোক্সিয়াল ইথারনেটটি আরও দীর্ঘ ছিল (10base2 এর জন্য 200 মিটার, 10base5 এর জন্য 500 মিটার)।

— মার্ক বুথ

Answer 1

শ্যানন এর উপপাদ একটি তারে তথ্য ব্যান্ডউইথের চূড়ান্ত সীমাটি সেট করে। সে সম্পর্কে আরও কিছু তথ্য এখানে দেওয়া হয়েছে: https://www.ga Persianwaves.com/2008/04/channel-cap क्षमता/

TL; ডাঃ সংস্করণ: শ্যানন-হার্টলি সমীকরণ:

• $C = B \; log_2 \left( 1 + \frac{S}{N}\right) \;\;\;\;\;\;\;\;\;\; \rightarrow (1)$

যেখানে $B$ হার্জেডের ব্যান্ডউইথ, $\frac{S}{N}$ হল সংকেত-থেকে-শব্দ অনুপাত।

আই 2 সি স্পষ্টতই কোনও তারের শ্যানন সীমাটির কাছাকাছি নেই। পরিবর্তে, এটি একটি হালকা ওজনের প্রোটোকল যা ইচ্ছাকৃতভাবে-ধীর সময় (100/400 কেবিট / গুলি) একটি ওপেন-কালেক্টর বাস ব্যবহার করে শালীন I / O এবং নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজনের সাথে ছোট ডিভাইসের নেটওয়ার্কের জন্য এটি প্রয়োগ করা সহজ করে তোলে। আই 2 সি দ্বারা নির্দিষ্ট ধীর অপারেশন বেশিরভাগ সিগন্যাল অখণ্ডতা সমস্যাগুলি এড়িয়ে চলে।

আই 2 সি এর দ্রুততম রূপগুলি রয়েছে যা 1 এমবিট এবং 3.2 এমবিট / এস হার ব্যবহার করে। এগুলির জন্য সাধারণ আই 2 সি এর চেয়ে বেশি লেআউট এবং সমাপ্তির দিকে বেশি মনোযোগ প্রয়োজন এবং অবশ্যই আরও কঠোর, বেশি চাহিদাযুক্ত সময় রয়েছে।

শ্যানন-ভিত্তিক খাদ্য চেইনটি সরিয়ে নিয়ে গিবিট ইথারনেট তার থ্রুপুট অর্জনের জন্য একাধিক কৌশল ব্যবহার করে:

• ডিফারেনশিয়াল সিগন্যালিং
• একাধিক জোড়া (4)
• মাল্টি-লেভেল সিগন্যালিং, যাকে PAM-5 বলা হয়
• প্রিম্ফেসিস / ডিমফাসিস
• অভিযোজিত সমতা

এই কৌশলগুলি তারের সাথে কথা বলতে একটি দ্রুত, বৃহত মিশ্র-সংকেত ADC / DAC ব্লক এবং এটি পরিচালনা করার জন্য বেশ কয়েকটি ভারী সংকেত প্রসেসিং সহ প্রচুর সিলিকন নেয় take এটি যুক্ত করুন, এটি চালানোর জন্য আরও জটিল জটিল সফ্টওয়্যার। এটি নিম্ন-প্রান্তের মাইক্রোকন্ট্রোলারের জন্য কিছুটা অন-চিপ ব্লক হিসাবে ইথারনেটকে পরিণত করে (যার মধ্যে কয়েকটি বাহ্যিক PHY ব্যবহারের পরিবর্তে বেছে নেয়)। এর পরিপক্কতা তবে এটি বৃহত্তর সিস্টেমে অন চিপের নাগালের মধ্যে রাখে।

যাইহোক, আমরা শ্যানন সীমা কতটা কাছে চলেছি? আরও এখানে: https://pdfs.semanticscholar.org/482f/5afbf88a06d192f7cb052f543625c4b66290.pdf

Comments

হাহ, ভুডু রয়েছে: প্রাক-জোর দেওয়া এবং ডি-জোর দেওয়া। সুতরাং ইথারনেট কেবল বর্গাকার ডাল বা এমনকি সাইন-ওয়েভগুলি লাইনের নীচে প্রেরণ করছে না এবং প্রার্থনা করছে যে গন্তব্যে পৌঁছানোর পরে এটি খুব বেশি বিকৃত না হয়। এটি একটি অ্যানালগ তরঙ্গরূপ তৈরি করছে এবং এটিকে লাইনে প্রেরণ করছে।

— DKNguyen

@DKNguyen 100 মেগাবিট বা দ্রুত ইথারনেটের আসল ভোডো রিসিভারে রয়েছে। অভিযোজিত সমতাকরণ অ্যালগরিদম ব্যবহার করা হয়, এই দিনগুলি প্রায়শই ডিজিটালি প্রয়োগ করা হয়; প্রাপ্ত সিগন্যালটি একটি এডিসি ফিড করে তারপরে কিছু ডিএসপি হার্ডওয়্যার (সমস্ত আপনার $ 0.50 পিএইচওয়াই ডিভাইসের ভিতরে)। আরও সাম্প্রতিক উচ্চ-গতির প্রোটোকলের প্রযুক্তিটি আবার যথেষ্ট পরিশীলিত।

— ভীতিজনক_জেফ

অভিযোজী এক সম্পর্কে THx @scary_jeff। অনুস্মারক। এটি আমার উত্তরে যুক্ত হয়েছে।

— হ্যাকটাস্টিকাল

Answer 2

কেবল তামার কেবল ছাড়াও ট্রান্সমিশনের আরও অনেক কিছু রয়েছে। আপনি কি ইথারনেটের পিছনে হার্ডওয়্যারটি দেখেছেন? সম্ভবত তা নয়, কারণ সাহস সবসময় কোনও আইসিতে লুকিয়ে থাকে বলে বাস্তবে যা চলছে তার জন্য বেস-লেভেলের কোনও সার্কিটরি খুঁজে পাওয়া অত্যন্ত কঠিন। সবচেয়ে কাছের আমি খুঁজে পেয়েছি ইথারনেটের জন্য প্রয়োজনীয় চৌম্বকীয় যা দৃশ্যত optionচ্ছিক নয়। এটি কেবল ইথারনেট হার্ডওয়্যার দিয়ে শারীরিকভাবে যা চলছে তার একটি ইঙ্গিত।

এটি সম্পর্কে এইভাবে চিন্তা করুন: বায়ু একটি মাধ্যম। মানুষ যখন একে অপরের সাথে কথা বলার চেয়ে কুকুর একে অপরের সাথে কথা বলে তখন যে ধরণের তথ্য জানানো যায়? বাতাসের মাধ্যমে কিছু চাপ তরঙ্গ প্রেরণ কেন এই দুটি ধরণের প্রাণীর মধ্যে যোগাযোগের আরও সুসংগত ফলাফল দেয় না?

আই 2 সি (এবং অন্যান্য অনেকগুলি প্রোটোকল) এর সীমাবদ্ধ কারণগুলির মধ্যে কয়েকটি:

1. ওপেন-কালেক্টর ড্রাইভ
2. কোনও প্রতিবন্ধকতার মিল নেই
3. ভারসাম্যহীন সংক্রমণ নেই
4. কোনও ত্রুটি পরীক্ষা করা হয়নি
5. সাধারণ এনকোডিং প্রকল্প
6. তুলনামূলকভাবে উচ্চ ভোল্টেজের মাত্রা (যদি আপনার ভোল্টেজ ধাপটি তত দ্রুত আকারে প্রেরণ করতে না পারে কারণ আপনার ডিভি / ডিটি উচ্চ গতির জন্য তত বেশি হতে হবে না)
7. কোন বিচ্ছিন্নতা
8. ইউনিপোলার ভোল্টেজ (ইথারনেট +/- 2.5V এ সংক্রমণ করে যা সম্ভবত কোনওরকম সাহায্য করে)
9. দাসের সংক্রমণ মাস্টার দ্বারা ক্লকড তাই মূলত ঘড়িটি ডেটা সিগন্যালের চেয়ে দ্রুত একটি বৃত্তাকার ভ্রমণ করতে হয়

এগুলি সবই জিনিসকে সহজ করে তোলার জন্য ভাল। উচ্চ ডেটা হার বা দীর্ঘ দূরত্বের সংক্রমণের জন্য এতটা ভাল নয়।

হার্ডওয়্যারটিতে সম্ভবত আরও কিছু ভুডু চলছে যা সম্পর্কে আমি জানিনা।

Answer 3

থাম্বের কয়েকটি সাধারণ নিয়ম: গ্রাউন্ডের মতো কোনও জিনিস নেই। সমস্ত তারের অ্যান্টেনা হয়। সমস্ত তারের সংক্রমণ লাইন হয়। সবসময় শব্দ হয়।

যদি কোনও তারের সংকেত উত্থানের সময়ের তুলনায় সংক্ষিপ্ত হয়, তবে আপনাকে সংক্রমণ লাইনের প্রতিবন্ধকতা মেলে না এবং প্রতিচ্ছবি উপেক্ষা করতে হবে (ইথারনেটের বিপরীতে, যার জন্য জটিল অবসান এবং পালস আকারের প্রয়োজন)। যদি তারটি দীর্ঘ হয়, তবে তারের উপর উত্সাহিত ভোল্টেজ এবং গ্রাউন্ডের পার্থক্যগুলি আপনার দূরবর্তী প্রান্তে অনির্দিষ্ট বা ভুল হিসাবে আপনার ডিজিটাল সিগন্যাল স্তরের তৈরি হওয়ার সম্ভাবনা বেশি। তবে ইথারনেটটি বাঁকানো জোড় ডিফারেন্সিয়াল সিগন্যালিং ব্যবহার করে, উত্সাহিত শব্দ এবং গ্রাউন্ড রেফারেন্স সমস্যাগুলিকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে। ইথারনেট রিসিভার সাধারণত ডিজিটাল ইনপুটগুলির চেয়ে বেশি সংবেদনশীল অ্যানালগ ইনপুট ব্যবহার করে, ফলে আরও লাইন ক্ষতি হ্রাস করে। গোলমালের পরিসংখ্যানকে কাটিয়ে ওঠার জন্য সেই ইথারনেটের কোডিং এবং ত্রুটি সংশোধন যুক্ত করুন এবং আপনি আরও নির্ভরযোগ্যভাবে আরও দ্রুত এবং আরও এগিয়ে যেতে পারেন।

Answer 4

আই 2 সি হ'ল একটি ওপেন ড্রেন বাস , এটি সক্রিয়ভাবে কম টানছে, তবে পুল আপ (কমপক্ষে স্বাভাবিক 100kHz, 400kHz বৈকল্পিকের জন্য) প্যাসিভ প্রতিরোধক।

এ কারণে জিনিসটি কীভাবে দ্রুত কাজ করতে পারে তার উপর ভিত্তি করে একটি সীমা রয়েছে যার উপর ভিত্তি করে পুল আপ প্রতিরোধকরা বাসের ক্যাপাসিট্যান্স চার্জ করতে পারে, আপনি মাঝে মাঝে পুল আপের মানগুলি কমিয়ে আরও কিছু গতি পেতে পারেন তবে তার মানে নোডগুলি ডুবে যাওয়ার প্রয়োজন একটি লজিক কম পেতে আরও স্রোত .... বা আপনি অন্য পথে যেতে পারেন, নিম্ন বিদ্যুৎ অপচয় হ্রাসের জন্য উচ্চতর মান টান প্রতিরোধকগুলির ব্যবহারের জন্য বাসটি ধীর করুন (উদাহরণস্বরূপ প্রধানমন্ত্রী বাস)।

এটি একটি সুযোগ ছড়িয়ে দেওয়া এবং নোট করুন যে I2C এর উপরের প্রান্তটি তত বাড়ন্ত তীক্ষ্ণ হয়।

উদ্দিষ্ট ব্যবহারের জন্য, মূলত তাপমাত্রা সেন্সর এবং একটি একক বোর্ডের মধ্যে ছোট কনফিগারেশন ডিভাইস (বা বেশিরভাগ ক্ষেত্রে একটি একক চ্যাসিস) এটি বাস্তবায়ন জটিলতা, লো পিন গণনা এবং সাধারণ হার্ডওয়্যার মধ্যে মিষ্টি স্পটকে বেশ কার্যকর করে তোলে। ডিজাইনের অভিপ্রায়টি "ফাস্ট, দীর্ঘ দূরত্বের ডেটা লিঙ্কগুলি" ছিল না, এবং এসপিআইকে যেভাবে কাজ করা সহজতর বলে মনে হয় তার জন্য, আই 2 সি এর উদ্দেশ্যযুক্ত ব্যবহারের কেসটি বেশ ভালভাবে ফিট করে।

একবার দূরত্ব বাড়ার পরে অন্য কিছু আরও ভাল ফিট হয়ে যায় তবে বিন্যাসী ইপ্রোম / টেম্পারেচার / ডিভাইস কনফিগারেশন ইন্টারফেস সহ একটি বোর্ডে এটি যুক্তিসঙ্গতভাবে ভাল করে তোলে (উল্লেখযোগ্য যে PHY ম্যানেজমেন্ট ইন্টারফেসটি I2C এর মতো দেখতে অনেক বেশি লাগে)।

Answer 5

বিভিন্ন ফলাফল হ'ল প্রতিটি প্রযুক্তির জন্য ড্রাইভার সার্কিট আলাদা।

100kHz আই 2 সি সাধারণত উচ্চতর স্তরে সিগন্যাল রাখার জন্য একটি পুলআপ রেজিস্টার ব্যবহার করে এবং সিগন্যালটিকে নিম্ন স্তরে রাখার জন্য ওপেন-ড্রেন ড্রাইভারগুলি।

পুলআপ প্রতিরোধকগুলি সাধারণত বেশ কয়েকটি কিলো ওহম। একটি তারের তত বেশি ক্যাপাসিটেন্স যত বেশি পায়। 0 থেকে 1 এ রূপান্তরে রেখার সময়টি লাইনটির মোট ক্যাপাসিট্যান্স এবং পুলআপ রেজিস্টরের মানের সাথে সমানুপাতিক হবে। কোথাও কোথাও প্রায় টি = 2 * আর * সি এর পরিসীমাটি প্রায় সঠিক হবে।

উদাহরণস্বরূপ, যদি আপনার 10 ফুট তারের থাকে যা ক্যাপাসিট্যান্সের প্রতি ফুট 20pF ছিল এবং আপনি 10 কে পুলআপ প্রতিরোধক ব্যবহার করেছেন তবে কম থেকে উচ্চে স্থানান্তরিত হতে টি = 2 * 20pF / ফুট * 10 ফুট * 10 কে = 3.6us লাগবে।

এক্ষেত্রে আপনার স্পষ্টতই আপনার শূন্য বিটের পরে কোনও বিট থাকতে পারে না যা প্রশস্ততা 3.6us এর চেয়ে কম ছিল, সুতরাং আপনার সংক্রমণের হার 277kHz এর মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকবে।

একটি বাস্তব আই 2 সি সিস্টেমে আই 2 সি স্পেসিফিকেশন আরও ডেটা এবং ক্লক ট্রানজিশনের সময় সেটআপ করে এবং সময় ধরে রাখে। সেই সময়গুলি হয় শত শত ন্যানোসেকেন্ড বা মাইক্রোসেকেন্ডের। সময়টি উদ্দেশ্যটি খুব ধীর করা হয়েছিল যাতে ডিভাইসগুলি সস্তাভাবে (পেনিগুলি) প্রয়োগ করা যায় এবং খুব অল্প শক্তি (মিলিওয়াতস) গ্রাস করা যায়।

অন্যদিকে ইথারনেট তারের ক্যাপাসিট্যান্স সত্ত্বেও দ্রুত চলতে পারে কারণ এটি পুলআপ রোধকারী ব্যবহার করে না। এটি সক্রিয়ভাবে তারের মধ্যে উচ্চ বা নিম্নতর ড্রাইভ করে। ড্রাইভারটি কম প্রতিবন্ধক এবং এটি যে কোনও লাইন ক্যাপাসিটেন্সটি খুব দ্রুত চার্জ করতে পারে। অবশ্যই সব আসে একটি দাম। ইথারনেট সাধারণত শত শত মেগাওয়াট বিদ্যুৎ খরচ করে এবং প্রয়োগের জন্য প্রতি বন্দরে কমপক্ষে কয়েক ডলার ব্যয় করে।

আই 2 সি এর অনুরূপ কোনও সেটআপ দ্রুত চালাতে পারে, তা নিশ্চিত, কেবল 10K পুলআপটিকে 100 ওহমগুলিতে পরিবর্তন করতে পারেন এবং এখন আপনার উত্থানের সময়টি 10 ​​কেবলের 10FFF এ 3.6us থেকে 36ns এ নামবে। আপনি তখন খুব বেশি সমস্যা ছাড়াই প্রায় 10MHz এ দৌড়াতে পারেন (নিয়মিত আই 2 সি চিপস যে দ্রুত কথা বলতে পারে না তা ছাড়া)