müsste die mögliche Leitungslänge eines CAN-Netzes mit LWL nicht theoretisch unendlich sein? Gibt es da trotzdem einschränkungen?
soll c jetzt für die Lichtgeschwindigkeit stehen? Kann also ein CAN-Netzwert mit 20 Teilnehmern und Cu-Leitern aufgebaut werden, wenn z.B. zwischen dem 4. und 5. TN ein CAN-LWL-Koppler steht und die 20km weit entfernt sind?
Ist ne Frage der Baudrate. Bei 1MBit könnte es schon knapp werden. Mal nachrechnen....
wieso nachrechnen? Wenn man lwl-Kabel benutzt müsste doch die Länge egal sein, oder nicht? Wo gibt es denn genau die einschränkungen?
> wieso nachrechnen? Wenn man lwl-Kabel benutzt müsste doch die Länge egal > sein, oder nicht? Wo gibt es denn genau die einschränkungen? Signal-Laufzeit vs. sichere CAN-Kommunikation. Wenn Du mit 500 kBit/s mit mehreren Teilnehmern an einem Bus kommunizierst, musst Du doch sicherstellen, dass die Antworten in einem bestimmten Zeitfenster eintreffen. Das meint H.joachim Seifert mit 'nachrechnen'. Gruß, Nils
genius schrieb: > soll c jetzt für die Lichtgeschwindigkeit stehen? > > Kann also ein CAN-Netzwert mit 20 Teilnehmern und Cu-Leitern aufgebaut > werden, wenn z.B. zwischen dem 4. und 5. TN ein CAN-LWL-Koppler steht > und die 20km weit entfernt sind? kann...bei relativ niedriger baud, je nachdem wie gut die lwl interfaces sind (verzögerung..) und ja c ist die lichtgeschwindigkeit, was sonst. in PMMA oder glas viel weniger als im vakuum ;)
Unendliche Länge durch LWL ist nicht möglich! Im Lichtwellenleiter ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit auch nicht schneller als c. Bei Kupferkabel, für das Leitungslängentabellen in einschägigen Quellen vorhanden sind (z.B. Konrad Etschberger; Controler Area Network; Carl Hanser Verlag oder auch in der Wikipedia), rechnet man i.A. mit 70% c. Berücksichtigt man auch die Verzögerung der CAN-LWL-Koppler ist da in Bezug auf die Leitungslänge kaum ein Vorteil feststelbar. Seine Existenzberechtigung bezieht der CAN-LWL-Koppler vor allem aus dem Ex-Schutz und elektrischen Störeinkopplungen.
Wenn du jetzt LWL aus Glas nutzt ist die Dämpfung geringer als wenn du Plast-LWL nutzen würdest. Sie haben aber eine Dämpfung und somit brauchst du nach meinetwegen nach 5 km wieder einen Verstärker.
Optisch gesehen sind auch >30km LWL mit teurem Monomode problemlos möglich. Zeitlich gesehen muß die Antwort im richtigen ZEITFENSTER kommen. Das ist oft der Pferdefuß bei Bussystemen. Da uns das Zeitverhalten Deiner Wandler nicht bekannt ist, reicht es nicht, die optische Ausbreitung zu berechnen. http://de.wikipedia.org/wiki/Controller_Area_Network http://de.wikipedia.org/wiki/Ethernet
Für die Ausbreitungsgeschwingigkeit einer elektromagnetischen Welle, wie z.B. Licht in einem Medium gilt:
Einschränkungen der Übertragungsstrecke eines Lichtwellenleiters: Betrachtung der Amplitudendämpfung: + Ausgangsleistung des LASERS - Koppelverluste (Lichteinkopplung in Faser, Übergänge in Stecker üblich 1-2dB) - Biegeradius (abhängig von Biegeradius) - Dämpfung über Leitung ( Materialabhängig, Wellenlängenabhänig, für Glas üblich 0,1dB/km bei Dämpfungsminima vgl. Koaxialkabel Minima 3dB/100m bei 100 MHz) = mimimale Leistung welche die Phototdiode noch als "High" dedektieren kann Einschränkung der Baudrate: Problem: Verbreiterung bzw. Verzerrung der Lichtimpulse Ursache: Dispersion Arten: Modendispersion( in Multimodefaser) -Unterschiedliche Wegstrecken der einzelnen Lichtstrahlen in einem LWL chromatische Dispersion, dazu zählt Materialdispersion und Wellenleiterdispersion) -Materialdispersion Unterschiedliche spektrale Anteile(Frequenzen/Wellenlängen) mit unterschiedlicher Ausbreitungsgeschwingigkeit in einem Medium siehe Prisma) -Wellenleiterdispersion Spektrale Anteile dringen unterschiedlich Tief in Mantel des LWL ein. Einheit: ps/(km·nm), Angabe vom Hersteller auf LWL ps...Pulsbreite in pikosekunden km...Länge des LWL nm...Wellenlänge des Lichtes Polarisationsdispersion -unterschiedliche Ausbreitungsgeschwidigkeit durch Polarisation.
Trotz allem Hardwareaufwand... das Bit muss (viel früher als) nach der halben Bitzeit beim Empfänger sein. Steffen schrieb: > Für die Ausbreitungsgeschwingigkeit einer elektromagnetischen Welle, wie > z.B. Licht in einem Medium gilt: Die Lichtgeschwindigkeit ist trotz schön gesetzter Formel immer noch 300000 k m/s... Bleibt also in einem Leiter (Kuper oder LWL macht kaum einen Unterschied) 200000km/s übrig. Bei einem Kilometer Übertragungslänge dauert es sowohl in Cu als auch LWL rund 5µs. Doppelte Laufzeit ist 10µs, mit 100kBit/s wird das nix mehr.
Hallo, auch LWL Leitung hat ne Dämpfung, die zur ner begrenzten Reichweite führt. gruß, Björn
@ Nils (Gast) >Wenn Du mit 500 kBit/s mit mehreren Teilnehmern an einem Bus >kommunizierst, musst Du doch sicherstellen, dass die Antworten in einem >bestimmten Zeitfenster eintreffen. Das meint H.joachim Seifert mit >'nachrechnen'. Kommt drauf an. Eine reine serielle Verbindung hat auf unterer Bit- und Paketebene keine Längenbeschränkung, da kann man auch 1000km LWL machen, so man denn zwischendrin Verstärker einbaut. Auf höherer Protokollebene KANN es je nach Bussystem zu Problemen kommen, wel de Laufzeiten dann zu groß werden und sich die Nachrichten verschiedener Sender zeitlch überlappen. Wie das bei CAN über LWL im Detail aussieht, weis ich nicht. Wenn man aber eine Art zentralen Switch aufbaut, so wie bei Ethernet, KÖNNTEN diese Einschränkungen wieder entfallen. http://www.ems-wuensche.de/ueber-can/can-extend-optical-article.html
Falk Brunner schrieb: > Auf höherer Protokollebene KANN es je nach Bussystem zu Problemen > kommen, wel de Laufzeiten dann zu groß werden und sich die Nachrichten > verschiedener Sender zeitlch überlappen. Wie das bei CAN über LWL im > Detail aussieht, weis ich nicht. Das Buszugriffsverfahren CSMA-CA begrenzt hier. Bei CAN, ob über Kabel oder LWL ist hier egal, muss die Reaktion des Empfängers (bzw. konkurrierenden Senders) innerhalb einer Bitzeit (typischerweise schon um die 70%) beim Sender ankommen. Dies beschränkt die Länge des Busses unabhängig vom Übertragungsmedium. Selbst wenn man funken würde um näher an die Lichtgeschwindigkeit zu kommen, kämen zusätzliche Latenzen dazu. Bringt in Summe also kaum was. Es gibt sicher diverse Faustformeln für die Datenrate in Abhängigkeit von der Buslänge, aber mit den obigen Annahmen (V = 2/3 c) kann man auch mal schnell überschlagen: Bitzeit > 2 * Länge / (0,7 * 0,66 * Lichtgeschwindigkeit) Bitzeit > Länge in Metern / 6,93*10^7m/s oder Datenrate in Bit/s < 6,39*10^7m/s / Länge in Metern oder Datenrate in MBit/s < 64/Länge in Metern
LWL ist schnell genug um die Teilnehmer in einem festen Raster senden lassen. Warum ein Protokoll adaptieren was für langsames Cu gedacht ist.
@ Bernhard Spitzer (b_spitzer) >Das Buszugriffsverfahren CSMA-CA begrenzt hier. Jain. Bei Ethernet ist es ja ähnlich, aber auch dort geht es über 80km und mehr per Ultra Long Haul LWL. Wie das im Detail läuft weiß ich nicht, aber die Abitrierung auf Bit/Paketebene gibt es dabei nicht mehr, weil es logisch und elektrisch/optisch alles Punkt zu Punkt Verbindungen sind, per Switch. >Bei CAN, ob über Kabel oder LWL ist hier egal, muss die Reaktion des >Empfängers (bzw. konkurrierenden Senders) innerhalb einer Bitzeit >(typischerweise schon um die 70%) beim Sender ankommen. Nö, siehe oben. Und mein Link.
Falk Brunner schrieb: >>Das Buszugriffsverfahren CSMA-CA begrenzt hier. > > Jain. Bei Ethernet ist es ja ähnlich, stimmt, ungefähr so ähnlich wie Kompakt-Cassette und MP3-Player... > aber auch dort geht es über 80km und mehr per Ultra Long Haul LWL. > Wie das im Detail läuft weiß ich nicht, Schön, daher geht es bei CAN ja auch völlig anders. CAN ist, im Gegensatz zu Ethernet, vom Design her ja auch Echtzeitfähig. > aber die Abitrierung auf Bit/Paketebene gibt es dabei nicht mehr, > weil es logisch und elektrisch/optisch alles Punkt zu Punkt Verbindungen > sind, per Switch. Kleiner Exkurs gefällig?? Bei Ethernet wird das Buszugriffsverfahten CSMA-CD genutzt. Da reicht es, wenn bei einem Datenpaket eine Kollision erkannt wird. Das Datenpaket ist damit futsch und wird wiederholt (oder bei UDP auch nicht). Für diese Kollisionserkennung stehen über 1500Bytes (und nicht nur 1 Bit) an Zeit zur Verfügung. Bei Big-Packets auch mehr. Bei CAN geht dagegen keine einzige Nachricht verloren, weil innerhalb einer einzigen Bitzeit eine Kollision erkannt wird. Das kommt aber nur bei der Arbitrierierung im ID-Feld vor, dann zieht sich der "Verlierer" aber zurück und das Datenpaket ist nicht zerstört. (ok, beim RTR-Bit könnte auch nochmal eine Burarbitrierung stattfinden, aber da sieht der anfordernde Teilnehmer danach ja gleich die gewünschte Nachricht, also kein Problem). Arbitrierung innerhalb des Datenfeldes ist bei CAN nicht zulässig, daher gibt es für jede Nachrichten-ID auch nur einen Sender. Daher ist CAN prinzipiell für schnelle Verbindungen über weite Strecken untauglich (war ja auch nie dafür gemacht). Wenn es jetzt trotzdem jemand versucht, dann handelt er sich Krücken oder Inkompatibilitäten mit den übrigen Busteilnehmern ein.
Bernhard Spitzer schrieb: > ne Kollision > erkannt wird. Das Datenpaket ist damit futsch und wird widerholt (oder > bei UDP auch nicht). Für diese Kollisionserkennung stehen über Bernhard Spitzer schrieb: >> aber die Abitrierung auf Bit/Paketebene gibt es dabei nicht mehr, >> weil es logisch und elektrisch/optisch alles Punkt zu Punkt Verbindungen >> sind, per Switch. > > Kleiner Exkurs gefällig?? Bei Ethernet wird das Buszugriffsverfahten > CSMA-CD genutzt. Da reicht es, wenn bei einem Datenpaket eine Kollision > erkannt wird. Das Datenpaket ist damit futsch und wird widerholt (oder > bei UDP auch nicht). Für diese Kollisionserkennung stehen über 1500Bytes > (und nicht nur 1 Bit) an Zeit zur Verfügung. Bei Big-Packets auch mehr. > Bei CAN geht dagegen keine einzige Nachricht verloren, weil innerhalb > einer einzigen Bitzeit eine Kollision erkannt wird. Häh? Ich glaube du brauchst einen Exkurs. Nachdem bei Ethernet mit CSMA-CD eine Kollision erkannt wird, hören BEIDE Teilnehmer auf zu senden. Beide versuchen das Paket nach einer bestimmten Zeit erneut zu senden. Das geschieht alles auf der physischen Ebene und hat NICHTS (!) mit UDP o.Ä. zu tun. http://de.wikipedia.org/wiki/Binary_Exponential_Backoff http://de.wikipedia.org/wiki/Ethernet#CSMA.2FCD-Algorithmus Bei CAN ist das übrigens auch nicht so viel anders. Nachdem eine Kollision erkannt wurde, hört jedoch NUR dieser Sender auf zu senden und muss es ebenfalls erneut versuchen, nachdem der Sender mit der höheren Priorität das Paket auf den Bus gesetzt hat.
Simon K. schrieb: > Ich glaube du brauchst einen Exkurs. Nachdem bei Ethernet mit > CSMA-CD eine Kollision erkannt wird, hören BEIDE Teilnehmer auf zu > senden. Beide versuchen das Paket nach einer bestimmten Zeit erneut zu > senden. Die Zeit ist aber für den Teilnehmer "zufällig" und damit wird sich bei der Wiederholung einer der beiden hoffentlich durchsetzen. > mit UDP o.Ä. zu tun. Mea Culpa. > Bei CAN ist das übrigens auch nicht so viel anders. Nachdem eine > Kollision erkannt wurde, hört jedoch NUR dieser Sender auf zu senden und > muss es ebenfalls erneut versuchen, nachdem der Sender mit der höheren > Priorität das Paket auf den Bus gesetzt hat. Doch genau da liegt der entscheidende Unterschied. Bei CAN muss die Nachricht nicht wiederholt werden, weil es keine Kollision gibt (CA = Collision Avoidance). Und das geht halt nur, wenn die Kollision innerhalb einer Bitzeit erkannt und für flogende Bitzeiten vermieden wird. Bei Ethernet wird nur eine zerstörende Kollision erkannt, dafür steht aber ein vollständiger Ethernet-Frame zur Verfügung. Daher können die Netzsegmente auch viel größer sein. Trotzdem bringt in allen Fälle eine Nutzung von Glasfaser keine Vergrößerung der maximalen Segmentlänge (und darum ging es ja eigentlich hier...), weil die Ausbreitungsgeschwindigkeit im Medium recht ähnlich ist. Nur durch eine Segmentierung der Netze werden größere Ausdehnungen möglich.
Bernhard Spitzer schrieb: > Simon K. schrieb: >> Bei CAN ist das übrigens auch nicht so viel anders. Nachdem eine >> Kollision erkannt wurde, hört jedoch NUR dieser Sender auf zu senden und >> muss es ebenfalls erneut versuchen, nachdem der Sender mit der höheren >> Priorität das Paket auf den Bus gesetzt hat. > > Doch genau da liegt der entscheidende Unterschied. Bei CAN muss die > Nachricht nicht wiederholt werden, weil es keine Kollision gibt (CA = > Collision Avoidance). Was ist denn "DIE" Nachricht? Es werden zwei Nachrichten gleichzeitig gesendet. Die mit der höheren Priorität setzt sich durch, die andere muss noch mal gesendet werden.
Das nennt sich dann Nachrichtenpriorität. Der "Stärkere" gewinnt halt. Im Fall von CAN halt die vielen Nullen links... In der Politik ist es ja ähnlich. Nur kommt halt die wichtigere Nachricht auch sicher an. Bei CSMA-CD kommt dagegen keine Nachricht an.
Bernhard Spitzer schrieb: > Das nennt sich dann Nachrichtenpriorität. Der "Stärkere" gewinnt halt. > Im Fall von CAN halt die vielen Nullen links... In der Politik ist es ja > ähnlich. Haha! Der ist gut ;-) > Nur kommt halt die wichtigere Nachricht auch sicher an. Bei CSMA-CD > kommt dagegen keine Nachricht an. Ok, dann haben wir uns nur missverstanden.
@ Bernhard Spitzer (b_spitzer) >> Jain. Bei Ethernet ist es ja ähnlich, >stimmt, ungefähr so ähnlich wie Kompakt-Cassette und MP3-Player... Beides sind Tonträger. >> aber auch dort geht es über 80km und mehr per Ultra Long Haul LWL. >> Wie das im Detail läuft weiß ich nicht, >Schön, daher geht es bei CAN ja auch völlig anders. CAN ist, im >Gegensatz zu Ethernet, vom Design her ja auch Echtzeitfähig. Jaja, aber das st gar nicht der Punkt. > aber die Abitrierung auf Bit/Paketebene gibt es dabei nicht mehr, > weil es logisch und elektrisch/optisch alles Punkt zu Punkt Verbindungen > sind, per Switch. >Kleiner Exkurs gefällig?? Bei Ethernet wird das Buszugriffsverfahten >CSMA-CD genutzt. Da reicht es, wenn bei einem Datenpaket eine Kollision >erkannt wird. Das Datenpaket ist damit futsch und wird wiederholt (oder >bei UDP auch nicht). Für diese Kollisionserkennung stehen über 1500Bytes >(und nicht nur 1 Bit) an Zeit zur Verfügung. Mag sein, geht aber am Problem, vielmehr dessen Lösung meilenwet vorbei. 1.) Bei Ethernet über LWL liest keiner der Teilnehmer das "Bussignal" zurück, es sind zwei unidirektionale Verbindungen. 2.) Bei einem vollsändig geswitchten (scheiss Denglsch) Ethernet, gibt es deutlich weniger Kollisionen (Gar keine?). >Daher ist CAN prinzipiell für schnelle Verbindungen über weite Strecken >untauglich (war ja auch nie dafür gemacht). Wenn es jetzt trotzdem >jemand versucht, dann handelt er sich Krücken oder Inkompatibilitäten >mit den übrigen Busteilnehmern ein. Sicher, die Frage am Anfang ist auch eher theoretischer Natur. >Trotzdem bringt in allen Fälle eine Nutzung von Glasfaser keine >Vergrößerung der maximalen Segmentlänge (und darum ging es ja eigentlich Das glaube ich nicht.
Schon mal etwas von Impulsdispersion gehört? In multimode-Lichtleitern kommt es durch die verschiedenen Ausbreitungsmodes zu verschiedenen Laufzeiten, sodass sich Impulse mit wachsender Entfernung verbreitern. Eine technische Maßzahl ist das Entfernungs-Bandbreite-Produkt, das dadurch entsteht. Einfache Multimode-Lichleiter haben schon mal 100MHzkm als Kennwert, das wären dann nach 10 km nur noch 10MHz als mögliche Bandbreite. Dazu kommt dann natürlich noch die Dämpfung, die bei multimode Leitern auch so 3dB/km betragen kann. Bei monomode-Fasern liegen die Werte bei etwa 1GHzkm und 0,3 dB/km
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