Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ethernet als Bus-System?


von Manfred H. (manfred8534)


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Hallo!

Verzeiht bitte, wenn ich mich nicht 100% korrekt ausdrücke und auskenne! 
Kann man Ethernet/LAN komfortabel als Bus-System benutzen? Ich meine 
damit wenn ich z.B. 10-20 Teilnehmer alle 1-20m möglichst einfach an 
"eine Leitung" dranhängen möchte. Mit RS-485, CAN, etc. braucht man die 
Teilnehmer ja nur an die Adern klemmen (und Endwiderstand).

Mit Ethernet ist das wohl nicht so leicht möglich. Da müsste man i.d.R. 
bei/vor jedem Teilnehmer einen aktiven Switch nehmen und von diesem 
geht's zum Teilnehmer und weiter zum nächsten Switch + Teilnehmer ... 
Und für die vielen Switches müsste man noch eine Stromleitung mitführen 
(mit PoE ginge es wohl nur ein paar Switch-zu-Switch Stufen weit).

Wie ist das mit passiven Hubs? Ginge das bzw. gibt es sowas? Es würde 
4-adriges 10/100Base völlig genügen.
Könnte man da die Ethernet-Teilnehmer einfach dranklemmen oder klappt's 
ohne aktive Bauteile bzw. Switches einfach nicht?

Danke!

von Christian B. (casandro)


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So was gab es mal, das war Ethernet über Koaxkabel. Ist aber heute sehr 
ungebräuchlich.

Aber, das ist in (fast) jedem Text über Ethernet beschrieben. Also hast 
Du Dich scheinbar gar nicht damit beschäftigt.

: Bearbeitet durch User
von Georg G. (df2au)


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https://de.wikipedia.org/wiki/10BASE2

Es gibt heute aber fast keine Karten mehr für diese Topologie.

von Pete K. (pete77)


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Manfred H. schrieb:
> Mit RS-485, CAN, etc. braucht man die
> Teilnehmer ja nur an die Adern klemmen

Und warum nimmst Du denn dann nicht RS-485 oder CAN?
Was sind denn das für "Teilnehmner"? Was willst Du erreichen?

von Fpgakuechle K. (Gast)


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Nimm adhoc Funknetzwerke, da hast du garkeine Schererein mit 
Kabel/Switches.

von Gerd E. (robberknight)


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Das 10Base2-Buskabel hat sich im Büroumfeld als unpassend 
herausgestellt: einer Tritt gegen das Kabel und das gesamte Netzwerk ist 
platt. Auch sind Erweiterungen aufwendiger, die musst Du immer 
"einschleifen" und dabei das gesamte Netz kurz unterbrechen.

Die strukturierte Verkabelung ist da praktikabler und erlaubt auch 
deutlich höhere Geschwindigkeiten. Daher hat sich das durchgesetzt.

von Manfred H. (manfred8534)


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Christian B. schrieb:
> So was gab es mal, das war Ethernet über Koaxkabel. Ist aber heute sehr
> ungebräuchlich.
>
> Aber, das ist in (fast) jedem Text über Ethernet beschrieben. Also hast
> Du Dich scheinbar gar nicht damit beschäftigt.

Ich meine speziell die 4-adrige Variante vom üblichen 10/100Base. Die 
Geräte/Teilnehmer sind praktisch alle dafür gemacht.

Pete K. schrieb:
> Und warum nimmst Du denn dann nicht RS-485 oder CAN?
> Was sind denn das für "Teilnehmner"? Was willst Du erreichen?

Z.B. einige (normale/gängige) IP-Kameras, aber auch eigene 
(Eigenbau-Hausautomatisierungs-)AVR's mit Ethernet. Ist halt blöd alle 
paar Meter Switch mit Stromansc*luss. Wenn's nur Eigen-Bau-Dinger wären, 
würde ich CAN nehmen, aber viele Komponenten wie die IP-Kameras haben 
halt 100Base-Ethernet.
Deswegen die Frage ob's nicht auch ohne Switch an jedem Teilnehmer geht. 
Aber geht mit dem 4-adrigen 10/100Base wohl nicht...

von (prx) A. K. (prx)


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Manfred H. schrieb:
> Deswegen die Frage ob's nicht auch ohne Switch an jedem Teilnehmer geht.

TP-Ethernet ist in der Verkabelung ein Stern, kein Bus.

Um wieviele Teilnehmer geht es überhaupt? Zig Nodes mit jeweils einem 
Switch, alle in Serie, ist keine allzu gute Idee.

: Bearbeitet durch User
von Christian B. (casandro)


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Manfred H. schrieb:
> Ich meine speziell die 4-adrige Variante vom üblichen 10/100Base. Die
> Geräte/Teilnehmer sind praktisch alle dafür gemacht.

Hallo Manfred. Lies Dich doch bitte ein wenig in Ethernet ein und komm 
dann wieder wenn Du das halbwegs verstanden hast. Ja, aller Anfang ist 
schwer, wir leben aber inzwischen in einer Zeit in der es zum Beispiel 
die Wikipedia gibt.

Spätestens beim Ende diesen Absatzes müsstest Du verstanden haben warum 
das so nicht geht wie Du das gerne haben möchtest:
https://de.wikipedia.org/wiki/Ethernet#10-Mbit.2Fs-Ethernet_mit_Twisted-Pair-Kabel

von Timmo H. (masterfx)


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EtherCAT hat ähnliche Funktionalitäten ist natürlich kein Bus im 
eigentlichen Sinne

von Manfred H. (manfred8534)


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A. K. schrieb:
> Manfred H. schrieb:
>> Deswegen die Frage ob's nicht auch ohne Switch an jedem Teilnehmer geht.
>
> TP-Ethernet ist in der Verkabelung ein Stern, kein Bus.
>
> Um wieviele Teilnehmer geht es überhaupt? Zig Nodes mit jeweils einem
> Switch, alle in Serie, ist keine allzu gute Idee.

10-20, viell. 5-7 wo es Ethernet sein muss, Rest ginge auch über CAN. 
Leider ist auch nicht viel Platz für Switches bzw. x parallele 
Ethernet-Kabel da in Leisten von indirekter Wohnbeleuchtung.

Danke für eure Antworten! Geht wohl nicht wie erhofft und so werde ich 
wohl Ethernet mit CAN parallel nutzen und nur dort wo es nicht anders 
geht (z.B. IP-Kameras) Ethernet verwenden.

Danke!

von Pete K. (pete77)


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Nimm Kameras mit WLAN und rüste die AVRs mit ESP8266 aus.

von Jim M. (turboj)


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Manfred H. schrieb:
>> Aber, das ist in (fast) jedem Text über Ethernet beschrieben. Also hast
>> Du Dich scheinbar gar nicht damit beschäftigt.
>
> Ich meine speziell die 4-adrige Variante vom üblichen 10/100Base. Die
> Geräte/Teilnehmer sind praktisch alle dafür gemacht.

Heutzutage ist vieles Gigabit tauglich und braucht dann alle 8 Adern.

Manfred H. schrieb:
> Deswegen die Frage ob's nicht auch ohne Switch an jedem Teilnehmer geht.

Switch an jedem Teilnehme is ne blöde Idee - schaltet einer den 1. 
Switch ab geht der Rest des Strangs auch nicht mehr.

Man macht eine Sternverkabelung, d.h. die Kabel kommen alle einzeln am 
zentralen Patchfeld an. Damit ist dann auch PoE kein Problem mehr. 
Unterverteilungen brauchst Du erst wenn die 100m Segmentlänge nicht 
ausreicht.

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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Jim M. schrieb:
> Heutzutage ist vieles Gigabit tauglich und braucht dann alle 8 Adern.

Nur wenn er das Gigabit auch nutzen will. Mit 4 Drähten an der Dose 
kriegt er dann eben nur 100 Mbit. De Tür-Kamera ist das einerlei.

von Lothar (Gast)


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von Rudolph R. (rudolph)


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Lothar schrieb:
> Seit kurzem ist Automotive Ethernet als Zweidraht-Bus verfügbar:

"verfügbar" ist das schon länger.
Nur eine Punkt-zu-Punkt Verbindung ist das auch, das ändert gar nichts.

Weshalb Automotive Ethernet CAN auch länger nicht verdrängen wird, eher 
ergänzen mit einer Backbone Struktur.

von Einer von den Alten (Gast)


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> Deswegen die Frage ob's nicht auch ohne Switch an jedem Teilnehmer geht.

Glaub uns Opas auch mal was.

Ethernet mit Koax und T-Steckern hat so viel Ärger gemacht. Das willst 
du gar nicht haben.

Hubs mit roten und grünen LEDs sind die genialste Erfindung der gesamten 
Netzwerktechnologie.

von (prx) A. K. (prx)


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Selbst ein Token-Ring Netz wurde im Stockwerk i.d.R. als Stern 
verkabelt.

von Poster (Gast)


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Es gab ja auch noch das Yellow Cable, da gab es keine T-Stücke.
Aber das zu verlegen und anzuschließen war noch deutlich schwieriger.

von Lothar (Gast)


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Rudolph R. schrieb:
> "verfügbar" ist das schon länger

Keineswegs. Der TJA1100 war der erste PHY und kam Ende 2015 in 
Stückzahlen, dann kamen die Broadcom PHY und das erste TJA1100 Evalboard 
Anfang 2016

http://www.elektroniknet.de/automotive/bussysteme/artikel/120215/

von Rudolph R. (rudolph)


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Der TJA1100 der erste Phy? Vielleicht nach der Standardisierung. :-)

Das war ein ganz schöner Weg von Broadcoms ersten Chips zu BroadRReach 
zur OpenSig zu Automtotive Ethernet.
In der Hand hatte ich das vor über 1 1/2 Jahren schon - oder sind es 
jetzt 2 1/2 Jahre?

Whatever, nicht der Punkt, das geht zwar über Leitung die so ähnlich ist 
wie CAN-Leitung, da sind aber trotzdem nur zwei Knoten pro Leitung 
drauf.

von Pic T. (pic)


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Off Topic: 10mb half duplex braucht nur 2 Adern, die meisten Geräte 
können dies, was oft nicht funktioniert ist die Autonegotiation.
Mit einem ETH Kabel kann man 4 Kameras bedienen, man braucht aber einen 
5port Switch welcher kein Gigabit ETH haben darf. Theoretisch geht es 
auch als Bus,
Wie auch 100Mb half duplex. Probiert es doch mal aus.

von Rudolph (Gast)


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Rudolph R. schrieb:
> In der Hand hatte ich das vor über 1 1/2 Jahren schon - oder sind es
> jetzt 2 1/2 Jahre?

Ugh, vor über drei Jahren war das schon, die Zeit rast.
Und in den .pdf steht 09/2011, da war das schon BroadR-Reach.

von Stefan F. (Gast)


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> Nimm Kameras mit WLAN und rüste die AVRs mit ESP8266 aus.

Nein! Für Videoübertragung sind diese ESP Chips viel zu langsam. Selbst 
für Einzelbilder wäre ihre Performance sie fragwürdig.

von MCUA (Gast)


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>Mit Ethernet ist das wohl nicht so leicht möglich. Da müsste man i.d.R.
>bei/vor jedem Teilnehmer einen aktiven Switch nehmen
Ethernet ist prinzipiell busfähig (also richtiger Bus, keine 
Point-to-Point Verkabelung), dann jedoch mit sehr viel geringerer 
Bandbreite.

von Mikro 7. (mikro77)


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Ethernet ist ja quasi "bekannt" dafür, dass es ein Bus ist. Wäre nett 
gewesen, wenn der TS seine IP Kameras an solch einen Bus anschließen 
könnte.

Dummerweise basiert die Bus-Topologie auf 10Base2/5, also Koax mit 
Transceiver. Zum einen scheint es sowas gar nicht mehr zu geben. Aber 
selbst wenn, könnte er es wohl nicht an seine IP Kameras anschließen 
(Stichwort Transceiver).

Zum anderen sucht er ja nach 100/TP. Und dafür ist offensichtlich nur 
Sternverkabelung definiert. Er müßte also an jeder Abzweigung einen 
Hub/Switch setzten. Dafür ist zusätzlicher Platz notwendig, zusätzliche 
Stromversorgung und die max. Anzahl der Hub/Switches ist wohl begrenzt.

Bleiben "nicht-Standard-Ethernet" Lösungen für eine Bus-Verkabelung (die 
können zwar auf Ethernet basieren, wären aber nicht "Standard"). An den 
Abzweigpunkten müßte dann eine "Bridge" den Standard Ethernet Anschluss 
für die IP Kameras bereitstellen und durch den Bus tunneln. Habe aber 
auf Anhieb keinen Anbieter gefunden, der sowas bereitstellt.

von FoxHead (Gast)


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von Mikro 7. (mikro77)


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von Georg (Gast)


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Manfred H. schrieb:
> als Bus-System benutzen? Ich meine
> damit wenn ich z.B. 10-20 Teilnehmer alle 1-20m möglichst einfach an
> "eine Leitung" dranhängen möchte

20 Teilnehmer in einer Reihe anbringen ist in fast jedem denkbaren Fall 
die schlechteste Lösung, es sei denn, es handelt sich um einen langen 
Abwasserkanal oder ähnliches. Üblich ist ein Switch für mehrere 
Endgeräte, und diese lokalen Switches führen auf einen zentralen. Andere 
Hardware bekommt man garnicht mehr, und selbst das alte 10Mbit-Koaxkabel 
muss man ja für einen zusätzlichen Anschluss erst mal auftrennen. Dazu 
kommt, dass jeder beliebige Fehler an jeder beliebigen Stelle den 
kompletten Bus lahmlegt - ein Albtraum, und die Fehlersuche ebenfalls. 
Besonders bei selbst verpressten oder gelöteten BNC-Buchsen. Aber was 
solls, das Zeug ist eh ausgestorben.

Fazit: umplanen.

Georg

von MCUA (Gast)


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>Dummerweise basiert die Bus-Topologie auf 10Base2/5, also Koax mit
>Transceiver.
Tja, eine Bus-Topologie -egal wie man es nennt- braucht nun mal immer 
einen Transceiver, sonst könnte ein Bussystem nicht funktionieren.

Das 100 Mbps so einfach über Bus gehen sollen, weiss ich allerdings 
nicht.
Da kommt es sehr auf die Anzahl der Teilnehmer an, die Belastung usw, 
und auch wie die am Bus verteilt sind.

von Markus (Gast)


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So dumm ist die Frage von Manfred (leider) gar nicht:

Ich habe hier aktuell die Anfrage eines deutschen Großunternehmens 
(>10.000 Mitarbeiter), das Ethernet über einen Bus betreiben möchte.
Mit 'Bus' ist etwas wie ISA- oder PCI-Bus gemeint, also verschiedene 
Teilnehmer über eine Backplane (=Platine) angebunden.

Das Problem ist: Die lassen sich das partout nicht ausreden und bei 
derart großen Firmen kann man schlecht nein sagen....

von (prx) A. K. (prx)


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Markus schrieb:
> Mit 'Bus' ist etwas wie ISA- oder PCI-Bus gemeint, also verschiedene
> Teilnehmer über eine Backplane (=Platine) angebunden.

Der Vergleich mit Oldtimern wie ISA/PCI passt. Denn PCI-Express Karten 
aktueller PCs bilden eine Sterntopologie.

von MCUA (Gast)


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>Mit 'Bus' ist etwas wie ISA- oder PCI-Bus gemeint,
Ob die die genaue Bedeutung von 'Bus' kennen?
(USB meint auch Bus, ists aber nicht)
Zudem hat ja ein typ. CPU-Backplane-System nicht 2-3 sondern zig 
verschiedene Leitungen.

von (prx) A. K. (prx)


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Markus schrieb:
> also verschiedene Teilnehmer über eine Backplane (=Platine) angebunden.

Weshalb sollte eine Backplane keinen Stern ermöglichen? Es muss nur an 
jedem Steckplatz ein anderer Endpunkt auf den Kommunikationspins landen.

von Muw (Gast)


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Markus schrieb:
> Ich habe hier aktuell die Anfrage eines deutschen Großunternehmens
> (>10.000 Mitarbeiter), das Ethernet über einen Bus betreiben möchte.
> Mit 'Bus' ist etwas wie ISA- oder PCI-Bus gemeint, also verschiedene
> Teilnehmer über eine Backplane (=Platine) angebunden.
Dann verkauf denen ein MTCA-Crate.
Da gibt es (fast) alles auf der Backplane: GigE, PCIe und PtP

https://de.wikipedia.org/wiki/MicroTCA#Verbindungen

von Nosnibor (Gast)


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FoxHead schrieb:
> http://foxhead128.deviantart.com/art/3-port-Ethernet-switch-332077536

Das sieht aus, wie ein einfacher Verzweiger, in dem alle drei 
RJ-45-Buchsen 1:1 verbunden sind. Sehr nützlich, wenn man z.B. zwei 
ISDN-Telefone anschließen will. Funktioniert problemlos, weil der S0-Bus 
von ISDN genau dafür gemacht ist.

Man kann damit auch zwei PCs an einen Port vom Switch hängen. Mit etwas 
Glück (und solange keiner der Beteiligten Gigabit kann) funktioniert das 
einigermaßen (die beiden PCs können dann natürlich nicht miteinander 
kommunizieren und "sehen" sich gegenseitig im Netz nicht). 
Möglicherweise muß man dazu aber Autonegotiation abschalten und auf 
10Mbit gehen.

Das wäre dann ein Beispiel für twisted-pair-Ethernet als minimal-Bus. Ob 
man das auf noch mehr Teilnehmer erweitern kann, weiß ich nicht. 
Ethernet ist definitiv nicht für so eine Schaltung gemacht; 
twisted-pair-Ethernet ist ja dafür entwickelt worden, bestehende 
Telefonverkabelung in Bürogebäuden zu nutzen, und die war strikt 
sternförmig, mit der Vermittlung (switch) im Zentrum.

von Thomas M. (thomaswm)


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Was ist mit Ethernet Daisy-Chaining?
Sowas kann z.B. das IP-Telefon auf meinem Schreibtisch (LAN Port -> 
Telefon -> Rechner).

Auf die Schnelle:
http://wiznetmuseum.com/portfolio-items/w7500-switch-board-for-iot-and-ethernet-in-daisy-chain-applications/

von Nosnibor (Gast)


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Dieses Wiznet-Modul zum Daisy-Chaining besteht aus einem Wiznet-Chip 
plus einem 3-port-Switch auf einer Platine. Damit wären wir wieder bei 
der Lösung, pro Teilnehmer einen Switch in das "Bus"-Kabel zu hängen, 
nur billiger, weil nicht jeder Switch seinen eigenen Spannungsregler 
etc. braucht und zwischen Switch und Teilnehmer keine PHYs nötig sind.

Nachteil: wenn ein Teilnehmer ausfällt (Stromversorgung), ist der "Bus" 
hinter ihm abgeschnitten.

von (prx) A. K. (prx)


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Thomas M. schrieb:
> Was ist mit Ethernet Daisy-Chaining?
> Sowas kann z.B. das IP-Telefon auf meinem Schreibtisch (LAN Port ->
> Telefon -> Rechner).

Ist ein 3-Port Switch drin. Nur hängt man normalerweise nicht 20 
Telefone derart hintereinander.

Zuverlässiger wirds dadurch nicht. Diese Methode spart LAN-Dosen und 
Patchfelder, stellt aber erfahrungsgemäss eine zusätzliche Fehlerquelle 
dar. Wenn ein PC schnarchlangsam wird, dann ist eine der 
Support-Aktionen, das Telefon testweise mal rauszunehmen.

: Bearbeitet durch User
von heinz (Gast)


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Ist das nicht genau ein Profinet?

von Programmierer (Gast)


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Manfred H. schrieb:
> Ich meine
> damit wenn ich z.B. 10-20 Teilnehmer alle 1-20m möglichst einfach an
> "eine Leitung" dranhängen möchte.

Was sind das für Teilnehmer?

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