Warum wird die Bob Smith-Terminierung für Ethernet empfohlen, wenn sie falsch ist?

Ich bin heute auf diesen Artikel gestoßen ( ausführlicheres Papier ), in dem behauptet wird, dass der weithin empfohlene Bob-Smith-Abschluss (75-Ohm-Widerstand + 1000pF für Chassis-GND) möglicherweise nicht ideal (oder korrekt) ist. Wenn dies der Fall ist, warum wird die Bob Smith-Terminierung in Ethernet-Designhandbüchern von Intel, TI usw. weiterhin empfohlen?

Ist der Autor des Artikels in seiner Analyse falsch? Oder ist es den Leuten einfach egal, dass der Rückflussverlust durch eine geeignete Wahl des Widerstands verbessert werden kann?

Eine Präsentation von Royce Bohnert zeigt deutlich, dass die Kündigung keine Wirkung hat.

Versuchsbedingungen:

Wie stark wirkt sich diese Beendigung tatsächlich auf die Strahlungsemissionen aus?

Marine VHF-Band (156 - 165 MHz) von besonderem Interesse

Wird durch Messen des CM-Stroms am Kabel ausgewertet

Platzieren Sie die HF-Stromsonde an einem ca. 20 m langen Kabel

Kabel an jedem Ende an ein Gerät angeschlossen

Ergebnisse auf dem Spektrumanalysator angezeigt

Ergebnisse:

Schlussfolgerungen:

CM-Drosseln reduzieren CM-Ströme so effektiv, dass die Effektbeendigung vernachlässigbar ist.

Die Impedanz ist entlang der Kabellänge nicht konstant. Unterschiedliche Verdrillungsraten bei jedem verdrillten Paar bewirken eine Aufhebung des Feldes alle paar Zentimeter.

Bild über eine in Ethernet-Signaltransformatoren integrierte Gleichtaktdrossel:

Alle oben genannten Bilder und Texte stammen von Royce Bohnert, dem Autor des Berichts, auf den verwiesen wird.

Ich "Bob Smith" mit 75 Ohm und ich glaube, Sie sollten auch. Sie können einige Eckfälle finden, in denen diese Beendigung nicht so gut funktioniert wie etwas anderes, aber insgesamt ist sie am robustesten, wenn Sie genügend Tests durchführen. Unabhängig davon, wie gut Ihre Drossel ist, kann es immer zu einer Längsmodalumwandlung kommen, die durch Kabel, Steckverbinder usw. verursacht wird, und irgendwie muss diese Energie entweder abgeführt oder abgestrahlt werden.

Hier finden Sie viele Antworten und Meinungen. Ich denke, ich bin vielleicht einzigartig qualifiziert, über dieses Thema zu sprechen, verglichen mit dem Kausalingenieur, der von Zeit zu Zeit an einer Reihe von Dingen gearbeitet und sich mit Ethernet beschäftigt hat.

Ich kam im Sommer 1993 unabhängig zur Kündigung von Bob Smith und verfeinerte sie 1996 weiter, bevor ich 1998 auf sein "Patent" aufmerksam wurde. Ich habe einen großen Teil meiner Karriere mit dieser Art von Schaltung (und Derivaten) verbracht. und haben einige gut finanzierte Untersuchungen durchgeführt. Ich habe wahrscheinlich mehr daran gearbeitet als jeder andere, den ich kenne, aber ich könnte mich irren - ich kenne viele Leute, die an solchen Dingen arbeiten. Ich habe mit den meisten Magnetics-Unternehmen, PHY IC-Unternehmen, Connector-Unternehmen und Datenverkabelungsunternehmen daran gearbeitet. Ich habe auch mit Bob Smith selbst über diese Schaltung gesprochen.

Es gibt einen populären Artikel darüber, der mit den "Binder" -Modi der Zwischenpaar-Kopplung zu tun hat, die behaupten, dass ein besserer Wert ungefähr 52 Ohm beträgt. Ich glaube, dieser oft zitierte Artikel geht auf Cicada semi zurück (ein GigE PHY-Unternehmen mit Sitz in Austin, das zuletzt vor 15 Jahren aktiv war). Obwohl etwas korrekt, glaube ich, dass dieser Artikel den wahren Zweck des "Bob Smith" verfehlt. Bohnerts Präsentation hat auch einige Löcher. Versteh mich nicht falsch, ich weiß es wirklich zu schätzen, dass diese Leute sich damit beschäftigt haben und ihre Arbeit öffentlich machen konnten. Ein großes Lob an sie. Ich bin mir jedoch nicht sicher, ob sie die ganze Geschichte verstanden haben.

Hier sind einige Punkte, die ich gelernt habe:

1. Mit einer Kabelklemme können Sie die tatsächlichen Strahlungsemissionen nicht genau messen. Es ist eine nützliche Abkürzung, um bestimmte Probleme zu untersuchen und auf eine einfachere Einrichtung außerhalb einer Kammer mit 500 USD / h zu reduzieren. Um diesen Abschluss wirklich zu verstehen, benötigen Sie eine Vielzahl von physischen Kabelkonfigurationen und eine große Kammer von 10 Metern oder mehr, um die verschiedenen Techniken genau beurteilen zu können. Bohnerts Präsentation verwendet eine Klemme und die Strahlungsemissionen, die er damit feststellt, stimmen nicht mit der realen Verkabelungsanlage überein.
2. Viel hängt vom Kabel ab und davon, wie es gecrimpt wird. Insbesondere der Scd21 (L-TCL) der Kabel und Anschlüsse macht einen großen Unterschied.
3. Die Gleichtaktimpedanz, die für abgestrahlte Emissionen am wichtigsten ist, ist vage als "Masse" oder "Freiraum" definiert.
4. Die Terminierung "Bob Smith" ist in den typischsten Fällen insgesamt ein wesentlicher Vorteil für die Reduzierung der UTP-Kabelemissionen.
5. Geschirmtes Twisted Pair-Kabel ist eine gute Idee, funktioniert aber im Vergleich zu UTP nicht wirklich besser, da die Abschirmung in den meisten Fällen mehr Probleme verursacht als löst und viel mehr Geld kostet
6. Ich habe gesehen, dass CM-Drosseln für eine Vielzahl von, aber nicht so sehr aufgrund von HF-Energie gesättigt sind

Ich wünschte, ich könnte mehr sagen. Aber zusammenfassend ist der 75 Ohm Bob Smith Ihre beste Wahl. Versuchen Sie es zu verwenden und erhalten Sie ein "passierendes" Ergebnis. Wenn Sie für eine bestimmte Installation (wie ein Marineschiff) spezielle Emissionsanforderungen haben, verwenden Sie ein professionell terminiertes CAT6A-Kabel.

cdwilson, bitte nehmen Sie alle Ihre Fragen auf:

... Bob Smith Kündigung ... ist möglicherweise nicht ideal (oder korrekt). Wenn dies der Fall ist, warum wird die Bob Smith-Terminierung in Ethernet-Designhandbüchern von Intel, TI usw. weiterhin empfohlen?

Hier gibt es keine Verschwörung, weil dies nicht der Fall ist. Die Auto-Crossover-Funktion (Auto MDI-X) ist jetzt beliebt (und war sogar in den 2000er Jahren beliebt) und erfordert einen symmetrischen CMC-fähigen Transformator. Wie Royce Bohnert zeigt, löst CMC das Problem in seiner Wurzel und macht die Notwendigkeit der Kündigung praktisch vernachlässigbar. CMC-fähige Transformatoren ermöglichen auch die Verwendung verschiedener Medien mit unterschiedlichen Impedanzen in einem einzigen Design: 100BASE-TX soll beispielsweise über 100-Ohm-UTP und 150-Ohm-STP (gemäß IEEE Std 802.3) betrieben werden. Wiederholt gibt es hier keine Verschwörung und / oder Irrationalität.

Ist der Autor des Artikels in seiner Analyse falsch?

IMO, der Autor betrachtet das Problem enger als es ist: Es gibt viele Varianten der BS-Terminierung (zB Intel'2001 , für andere lauern Sie selbst :-) in der ersten, und die Terminierung soll nicht nur EMI, sondern auch lösen auch ESD-Probleme in der zweiten. Sieht in den letzten 15 bis 20 Jahren aus (natürlich mit Hilfe von Google :-) und Sie werden sehen, wie sich die Kündigung entwickelt.

Oder ist es den Leuten einfach egal, dass der Rückflussverlust durch eine geeignete Wahl des Widerstands verbessert werden kann?

Sie kümmern sich. Aber sie kümmern sich auch um die Kosten (und andere Merkmale des Designs) in komplexen.

... kommen die Magnete immer mit eingebauten Drosseln?

CMC ist jetzt ein allgemeines Merkmal. Während meines über 10-jährigen Trägers habe ich nur CMC-fähige Magnete verwendet. Vielleicht liegt es daran, dass ich AutoMDIX mag :-) Sie könnten Pulse, PCA, Halo und viele andere durchsuchen, um Ihre eigene Meinung für heute zu bilden.

Wenn der richtige Abschluss verwendet würde, wäre es möglich, Magnete ohne Drosseln zu verwenden?

Wenn Sie einen solchen Transformator finden, könnten Sie, aber ich denke, es ist jetzt problematisch :-) PHY-Chiphersteller (Micrel / Kendin, Intel / LevelOne, TI / National) empfehlen CMC-fähige und spezifizieren darauf basierend die entsprechende BS-Terminierungsvariante.

Auch die Bohnert-Präsentation befasst sich mit Emissionen, aber ich bin auch gespannt, ob dies auch für die Immunität gilt. (dh ein Ungleichgewicht im PHY-Empfänger kann die Toleranz gegenüber Immunität verringern)

Ja, es gilt: weniger Emissionen -> weniger Übersprechen / Störungen / Ungleichgewicht. Bohnert sagt:

Die Impedanz ist entlang der Kabellänge nicht konstant. Unterschiedliche Verdrillungsraten bei jedem verdrillten Paar bewirken eine Aufhebung des Feldes alle paar Zentimeter.

Wenn es nicht um Immunität geht, worum geht es dann?

Diese Schaltung ist nicht wirklich eine Abschlussschaltung. Ich weiß nicht, wer das so nennt, aber es ist nicht richtig. Es ist ein RFI-Filter für die Übertragungsleitung. Die Funktion des RC-Filters besteht darin, jedem unsymmetrischen RFI einen Erdungsplatz zu geben, damit die Interferenz die Wicklung des Kopplungstransformators nicht sättigt. Ich habe dies in anderen Schaltkreisen nur für diese Funktion eingebaut.

Obwohl der Serientransformator Teil dieses HFI-Filters ist, belastet seine sekundäre Wirkung zwischen sich und der sekundären Wicklung die Übertragungsleitung.

Ohne BS-Netzwerk erfolgt die einzige Dämpfung der Gleichtaktresonanz durch natürliche Verluste. Das Netzwerk dämpft explizit, und selbst wenn es nicht richtig angepasst ist, führt es zu einer viel besseren Dämpfung der Gleichtaktresonanzen im Kabel als ohne Netzwerk. Ob dies zu einer Verbesserung einer bestimmten Installation führt, ist eine Frage des Zufalls, ob der Knoten bei der bestimmten Resonanzfrequenz (en) der Kabel in dieser Installation eine Sicherheitsanfälligkeit aufweist. Bei den meisten Hochfrequenz-Immunitätstests stellen Sie jedoch fest, dass das Beenden unerwünschter Modi in einem Bereich, der sich ihrer charakteristischen Impedanz nähert, zu einem verringerten Risiko von Interferenzen bei Resonanzen führt. Ich bin damit einverstanden, dass Ethernet-Transformatoren jetzt eine hervorragende CM-Unterdrückung über ein breites Band aufweisen, aber dennoch verbessert das BS-Netzwerk die Systemimmunität weiter.