Чому розетки Ethernet / RJ45 магнітно з'єднані?

Як видно з назви, чому розетки Ethernet потрібно поєднувати в магнітній формі? У мене є основне розуміння електроніки, але, головним чином, я не можу визначити правильні пошукові терміни, щоб правильно виконувати цю функцію в Google.

Правильна відповідь полягає в тому, що цього вимагає специфікація Ethernet .

Хоча ви не питали, інші можуть задатися питанням, чому саме такий спосіб з'єднання був обраний для такого типу Ethernet. Майте на увазі, що це стосується лише точкових різновидів Ethernet, таких як 10base-T і 100basebase T, а не до оригінальної Ethernet або до ThinLan Ethernet.

Проблема полягає в тому, що Ethernet може підтримувати досить довгі пробіги, так що обладнання на різних кінцях може живитися від віддалених гілок мережі розподілу електроенергії всередині будівлі або навіть різних будівель. Це означає, що між вузлами Ethernet може відбутися значне зміщення заземлення . Це проблема з наземними схемами зв'язку, як RS-232.

Існує кілька способів боротьби із заземленням в лініях зв'язку, причому два найпоширеніших - оптоізоляція та з'єднання трансформаторів. Зв'язок трансформаторів був правильним вибором для Ethernet, враховуючи компроміси між методами та тим, що Ethernet намагався досягти. Навіть найстаріша версія Ethernet, яка використовувала муфти трансформаторів, працює на швидкості 10 Мбіт / с. Це означає, щонайменше, загальний канал повинен підтримувати цифрові сигнали 10 МГц, хоча на практиці при використаній схемі кодування фактично потрібно вдвічі більше, ніж це. Навіть квадратна хвиля частотою 10 МГц має рівні тривалістю лише 50 нс. Це дуже швидко для оптопарів. Існують засоби передачі світла, які проходять набагато швидше, але вони не дешеві або прості на кожному кінці, як це імпульсні трансформатори Ethernet.

Одним недоліком з'єднання трансформаторів є те, що втрачається постійний струм. З цим насправді не так важко впоратися. Ви впевнені, що вся інформація передається модуляцією досить швидко, щоб зробити її через трансформатори. Якщо ви подивитеся на сигналізацію Ethernet, ви побачите, як це враховувалося.

У трансформаторів є і хороші переваги, як дуже гарне відхилення загального режиму. Трансформатор лише "бачить" напругу на своїх обмотках, а не загальна напруга обох кінців обмотки приводиться в рух одночасно. Ви отримуєте диференціальну передню частину без навмисної схеми, просто базової фізики.

Як тільки було прийнято рішення про з'єднання трансформаторів, було легко визначити високу напругу ізоляції, не створюючи великого навантаження. Зробити трансформатор, який ізолює первинний і вторинний на декілька 100 В в значній мірі відбувається, якщо ви не намагаєтеся цього зробити. Зробити це добрим до 1000 В не набагато складніше або набагато дорожче. Враховуючи це, Ethernet може використовуватися для зв'язку між двома вузлами, активно приводячими до значно різної напруги, а не просто для вирішення кількох вольт зсуву землі. Наприклад, цілком нормально і в межах стандарту один вузол їздити на фазі електропередач, а інший посилатися на нейтральний.

1. Ізоляція. Отже, якщо кабель буде короткий до високої напруги, ваша плата не підірветься.
2. Це потрібно, оскільки інший кінець може мати інший грунт. Це конкретний випадок ізоляції, але він необхідний і при нормальній роботі.

Ізоляція - це дуже гарна ідея для систем зв'язку, які пов'язують безліч різного обладнання на широкій площі. Ви не хочете, щоб струм / напруги несправностей в електромережі або пристроях поширювалися на вашу комунікаційну проводку.

В основному є два варіанти ізоляції, опто і трансформатора. Ізоляція трансформаторів має кілька основних переваг. По-перше, сигнал сигналу проходить через трансформатор, а значить, вам не потрібно отримувати джерело живлення на "ізольованій" стороні бар'єру. По-друге, трансформатори дуже добре генерують і приймають диференціальні сигнали, забезпечуючи високу загальну відмову в режимі, це робить їх гарною комбінацією з проводкою із скрученої пари. По-третє, легко спроектувати трансформатори на високій частоті (так само з високою швидкістю), ніж на оптрони.

З'єднання трансформаторів має деякі недоліки, трансформатори не працюють при постійному струмі, а малі трансформатори, які добре працюють на високих частотах, не працюють так добре на низьких частотах, але це легко вирішується за допомогою схем лінійного кодування, що уникають низьких частот.

Ще одна важлива безшовна функція, яку часто забувають, - це відповідність імпедансу:

Трансформатор сигналу збігається з боковим опором PHY (тип 100 ом розм.) З опорним боковим імпедансом (тип 150 розм. Ом).

ДЕЯКІ ПОЯСНЕННЯ після коментаря Кевіна:

від сюди :

Деякі назви для різних типів кабелів:

• UTP = Неекранований кручений (врівноважений) 4-парний кабель, 100 Ом
• STP = Загальна фольга / тасьма Екранований 2-парний кабель з / індивідуально екранований, 150 Ом
• FTP = Загальний захищений фольгою 4-парний кабель, 100 Ом
• ScTP = Загальний екранований кабель з фольги / тасьми, 100 або 120 Ом

Крім того, 100-Ом UPT і 150 Ом STP зазначені в Стандарті як середовище --- див. IEEE 802.3, підпункт 24.1.2, пункт d).

Тому однозначно можна сказати, що сигнальний трансформатор відповідає боковому імпедансу PHY (тип 100 ом розм.) З опорним боковим імпедансом (може бути різним) .