Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Bitübertragung/ Ethernet


von Philipp H. (Firma: HTL WELS) (hackl4)


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Hallo ! Meine Aufgabe ist es Bits über eine Twist and Pair Leitung 
(Ethernet 100 Mbit/s ) zu übertragen ,dies soll mit einem Programm ( 
PSpice ) simuliert werden. Ich kann eine Leitung mit Wellenwiderstand 
usw. in PSpice, jedoch weiß ich nicht was ich vor der Leitung bzw. nach 
der Leitung alles brauche ( Codierung, Modulation ? ) Ich hoffe es kann 
mir jemand helfen. Falls es nicht konkret genug war werde ich es noch 
genauer beschreiben. Danke im voraus !

von (prx) A. K. (prx)


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Schon dran gedacht, schlichtweg einen Ethernet-PHY zu verwenden?

von holger (Gast)


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Philipp Hackl schrieb:
> Falls es nicht konkret genug war werde ich es noch
> genauer beschreiben

... und warum nicht gleich bei der ersten Anfrage?

von Nandfänger (Gast)


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Hallo Philipp, normal würde ich jetzt nur hinschreiben, daß Du, wenn 
Du's genau wissen willst, IEEE 802.3 lesen sollst, aber ich tu das mal 
nicht, weil ich selbst mal bei "Firma: HTL WELS" gearbeitet habe, wenn 
auch in der
Chemie!

Philipp Hackl schrieb:
> Hallo ! Meine Aufgabe ist es Bits über eine Twist and Pair Leitung
> (Ethernet 100 Mbit/s ) zu übertragen ,dies soll mit einem Programm (
> PSpice ) simuliert werden.

Die Elektroniker kenne ich von der HTL Linz besser, dort flucht man über 
dieses verdammte PSpice, aber die HTLs kriegen's ja geschenkt :-/

> Ich kann eine Leitung mit Wellenwiderstand
> usw. in PSpice, jedoch weiß ich nicht was ich vor der Leitung bzw. nach
> der Leitung alles brauche ( Codierung, Modulation ? ) Ich hoffe es kann
> mir jemand helfen. Falls es nicht konkret genug war werde ich es noch
> genauer beschreiben. Danke im voraus !

100Base-TX ist roughly MLT-3 über Twisted Pairs mit Impedanz 100 Ohm.
Wahrscheinlich kann man mit viel Zeit und Muße das alles 
herumsimulieren, wobei mir nie klar war, was es bringt, daß man an den 
technischen Lehranstalten stundenlang herumsimuliert, anstatt daß man es 
real macht.

Wenn's aber nur darum geht, bits über das Twisted Pair zu schicken, dann 
kannst Du auch ein simples Differentialsignal drüberjagen. Erster 
Versuch könnte zum Beispiel sein, auf die eine Leitung des Pairs das 
Logiksignal draufzuschnalzen, und auf die Andere das Selbe, mit einem 
Inverter.

Schön wär's natürlich gewesen, wenn Du die Schulstufe dazugeschrieben 
hättest, in der 3. ist das nämlich sicher anprichsvoller als 
beispielsweise in der 1. Klasse. Lehrplan kenne ich natürlich auch 
nicht, wie gesagt, ich war bei den Chemikern. Und auch das ist jetzt > 
15 Jahre her. Aber der Prof. wird ja sicher irgendwas dazugesagt haben, 
WAS Du machen sollst. Naja, viel mehr als Rohdaten + Parity wird's wohl 
nicht sein xD

Melde Dich halt wieder, heir sind einige kompetente Leute unterwegs, die 
Dir sicher helfen werden.

Viel Erfolg, N.

PS: Haben Die endlich die Fenster ausgetauscht, oder zieht es in den 
Klassen noch immer, wenn die Fenster geschlossen sind und draussen Wind 
geht?

von Philipp H. (Firma: HTL WELS) (hackl4)


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@ A. K.
hast du Erfahrung mit PSpice bzw. weißt du wie ich es nachbauen könnte ?

@holge

es war mehr damit gemeint falls es Fragen gibt

von HTL Wels, später HTL Linz (Gast)


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Nandfänger schrieb:
> PS: Haben Die endlich die Fenster ausgetauscht, oder zieht es in den
> Klassen noch immer, wenn die Fenster geschlossen sind und draussen Wind
> geht?


Und gießen die Schüler immer noch das kleine Bäumchen, welches in einem 
der Kellerklassen aus dem Boden wächst?


Hach, DAS waren Zeiten!

von Philipp H. (Firma: HTL WELS) (hackl4)


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Nandfänger
> PS: Haben Die endlich die Fenster ausgetauscht, oder zieht es in den
> Klassen noch immer, wenn die Fenster geschlossen sind und draussen Wind
> geht?

Sie sind gerade dabei, bin schon gespannt :D



Nun zum Ethernet zurück- Ich hab vergessen zu erwähnen, das ich meinen 
Namen übertragen muss. Soweit ich mitbekommen habe muss diesen vom 
ASCII-Code auf die geeignete Codierung und den passenden Spannungspegel 
bringen.
Und noch zur Frage welche Schulstufe: Ich habe gerade die 5. Mechatronik 
fertig gemacht und Bitübertragung über Ethernet ist meine 
Schwerpunktfrage.

von fonsana (Gast)


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Philipp Hackl schrieb:
> Bitübertragung über Ethernet

Ueber Ethernet oder ueber ein Ethernetkabel wie im Eroeffnungspost 
geschrieben?

fonsana

von Nandfänger (Gast)


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Philipp Hackl schrieb:
> Nun zum Ethernet zurück- Ich hab vergessen zu erwähnen, das ich meinen
> Namen übertragen muss.

Über das Ethernetkabel. Aber müssen es auch Ethernet-Frames sein?

> Soweit ich mitbekommen habe muss diesen vom ASCII-Code auf die geeignete
> Codierung und den passenden Spannungspegel bringen.

Wenn Du das alles von Hand simulieren sollst UND es richtiges Ethernet 
sein soll, dann wird das lange dauern, imo.

Vielleicht wirst Du ja auch glücklich, wenn Du den Receiver- und
Transmitterteil eines RS485-Busttreibers simulierst. Ich hänge Dir mal
einen Ausschnitt aus http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn65hvd485e.pdf 
an.
Das müsste eigentlich relativ easy in PSpice zu simulieren sein.

Damit kannst Du auch "herumspielen" in Pspice, indem Du die Terminierung
weglässt, das Kabel unsymmetrisch machst, parasitäre Kapazitäten 
einbaust,
Störungen auf das Kabel legest, etc.

> Ich habe gerade die 5. Mechatronik fertig gemacht und Bitübertragung
> über Ethernet ist meine Schwerpunktfrage.

Ach ja, stimmt, Mechatronik gibt's ja inzwischen auch in Wels.
Für einfache Datenübertragung über Twisted Pair lässt sich 
http://www.mikrocontroller.net/articles/RS-485 jedenfalls gut nutzen.

Viel Erfolg jedenfalls, N.

von Philipp H. (Firma: HTL WELS) (hackl4)


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Nandfänger schrieb:
> Wenn Du das alles von Hand simulieren sollst UND es richtiges Ethernet
>
> sein soll, dann wird das lange dauern, imo.

muss ich leider anscheinend...

Ich muss also vom ASCII-Code auf die Übertragungsform, welche über das 
Kabel geht kommen

Im Anhang habe ich mal eine Twist- Pair Leitung simuliert

von Nandfänger (Gast)


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Philipp Hackl schrieb:
> Nandfänger schrieb:
>> Wenn Du das alles von Hand simulieren sollst UND es richtiges Ethernet
>> sein soll, dann wird das lange dauern, imo.
> muss ich leider anscheinend...

Ehrlich gesagt kann ich mir das SO nicht vorstellen. Ich würde da beim 
Prof. nochmal nachfragen.

> Ich muss also vom ASCII-Code auf die Übertragungsform, welche über das
> Kabel geht kommen

Wenn es Ethernet sein soll, dann welches?
Wie gesagt, 100BASE-TX ist das da: http://en.wikipedia.org/wiki/MLT-3
Leitungscodierung der Nutzdaten wäre 4B5B
Genau steht alles in IEEE 802.3u

Ich würde trotzdem morgen nochmal nachfragen.

Gruß, N.

von Philipp H. (Firma: HTL WELS) (hackl4)


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Ich habe jetzt mit dem Professor geredet und mich erkundigt.

Ich muss meinen Anfangsbuchstaben übertragen was bedeutet ich muss eine 
Schaltung die Binär auf 4B5B umwandelt und eine die 4B5B auf den MLT 3 
Code wandelt dann über eine Leitung schicken und wieder zurückwandeln.

von Falk B. (falk)


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Wie langweilig . . .

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Und welche Vorkenntnisse? Die Aufgabenstellung finde ich auch etwas 
umfänglich. Du ahnst ja nicht, was du alles umsetzen mußt. Umcodierung 
in PSPICE ist auch nicht zielführend. Typischerweise wird sowas 
aufgeteilt in Arbeitsgruppen, z.B. Falk macht das FPGA, ich die 
Analogübertragung, ein dritter testet. Und dann immer schön in der 
Schleife... bis es funzt.

von Norbert M. (Gast)


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Philipp Hackl schrieb:
> Ich muss meinen Anfangsbuchstaben übertragen was bedeutet ich muss eine
> Schaltung die Binär auf 4B5B umwandelt und eine die 4B5B auf den MLT 3
> Code wandelt dann über eine Leitung schicken und wieder zurückwandeln.

Hmm, das Umwandeln auf MLT-3 dürfte nicht so schwer sein, aber das ganze 
Zeugs mit dem 4B5B-Code ist wohl ziemlich langwierig. Die Frage ist 
auch, mit welchen Elementen Du das ganze simulieren sollst. Eventuell 
lässt sich das ganze ja damit erschlagen, daß Du einfach das Zeichen für 
Deinen Namen fix setzt, dazu die Steuercodes für 4B5B aus einer 
Lookup-Table holst und das MLT-3 mit ein paar Logikgattern diskret 
aufbaust.

Die Frage an der Aufgabenstellung ist ja auch, was damit erreicht werden 
soll: Geht's eher um die Simulation des Kabels (also das dynamische 
Verhalten, Übersprechen, etc.) oder mehr um den Logikteil?

Direkt mit der Simulation kann ich Dir jedenfalls nicht helfen, ich habe 
PSpice das letzte Mal vor >> 5 Jahren benutzt, aber es wird sich schon 
jemand finden, der Dir hier dabei behilflich ist.

Abdul K. schrieb:
> Und welche Vorkenntnisse?

5. Klasse Mechatronik-HTL (für die Deutschen: Das ist eine 
berufsbildende höhere Schule) schrieb er, also wird er die 
entsprechenden Kenntnisse grundsätzlich wohl haben.

> Umcodierung in PSPICE ist auch nicht zielführend.

Die ganze Herumsimuliererei an den HTLs ist meiner Meinung nach nicht 
wirklich zielfügrend, da wird in den unteren Elekronikklassen ein Monat 
lang die Entladekurve einer Kapazität mit PSpice vor- und 
zurücksimuliert, anstatt das man in die Werkstätte geht, und sich das 
Ganze 'mal einfach am Oszi ansieht.

> Typischerweise wird sowas aufgeteilt in Arbeitsgruppen...

Die Lehrkraft hat aber entschieden, daß er's in PSpice simulieren soll.

Falk Brunner schrieb:
> Wie langweilig . . .

Lehrjahre sind eben keine Herrenjahre. Ich bin mir sicher, daß Philipp 
auch etwas besseres mit seiner Zeit anzufangen hätte, als 
herumzusimulieren. Aber Schule ist eben kein Wunschkonzert.

MfG, N.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Naja, mal ganz konkret: Bis er das alles in SPICE geschaufelt hat, 
vergehen JAHRE!!! Ist diese Schule wirklich mit so viel Klassenstufen 
ausgestattet??

ergo: Mit dem Aufgabensteller verhandeln, was denn nun wirklich wie 
konkret und detailliert umgesetzt werden soll.

In SPICE simuliert man nicht Systeme, sondern einzelne Aspekte einer 
Schaltung. Also allenfalls ein komplettes IC. Und das ist schon der 
Extremfall.
Vielleicht ist er mit Multisim, Octave usw. mit Kommunikationsmodulen 
besser bedient. Kostet halt Geld und wenn es die Schule bezahlt, was 
solls. Dann sind wir aber immer noch bei Monaten für das Gesamtsystem.

von Philipp Hackl (Gast)


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Soweit ich weiß hat es schon mal jemand bei uns in der Schule gemacht 
und es wird nicht so extrem aufwendig, ich denke es muss zum Schaffen 
sein.

Es geht darum, das man sieht welche Signale über die Leitung laufen usw.


Norbert M. schrieb:
> Hmm, das Umwandeln auf MLT-3 dürfte nicht so schwer sein, aber das ganze
> Zeugs mit dem 4B5B-Code ist wohl ziemlich langwierig. Die Frage ist
> auch, mit welchen Elementen Du das ganze simulieren sollst. Eventuell
> lässt sich das ganze ja damit erschlagen, daß Du einfach das Zeichen für
> Deinen Namen fix setzt, dazu die Steuercodes für 4B5B aus einer
> Lookup-Table holst und das MLT-3 mit ein paar Logikgattern diskret
> aufbaust.

Wir haben die PSPICE Lite Version zur Verfügung, was bedeutet es können 
maximal 30 Bauteile sein und unser Professor hat gemeint man kommt damit 
aus.

Weißt du wie ich die Schaltung am besten angehen kann bzw. wo kann ich 
am besten was darüber finden ?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ich kann dir zu Einzelaspekten helfen, ja. Vermutlich sogar in Details 
fast fertige Lösungen geben, z.B. für die Leitungssimulation da mit 
SPICE ne Menge Erfahrung und auch andere hier helfen gerne und gut.

Aber ich habe dann doch keine Lust aufgrund deiner verständlichen 
Naivität, der offensichtlichen Kaltschnäuzigkeit des Profs, und das er 
dafür auch noch Geld bekommt und ich dann nicht, neee.

Mit 30 Elementen kann man natürlich alles simulieren, wenn man die 
Einzelprobleme in riesige Formeln packt und die einfach in die 
Simulation knallt. Sieht bestimmt lustig aus. Am Ende sowas wie das 
angehängte Bildchen, gelle. Drucks dir aus und hängs übers Projekt.
LTspice ist weitgehend frei.

Also nochmal: Sprich mit dem Prof oder laß dir gleich die andere Lösung 
zeigen.
An deiner Stelle würde ich sonst bei Nichtwollen des Profs diesem klar 
die Meinung sagen und jedwede Arbeit einstellen.

Ich denke aber es ist ein Mißverständnis.

Viel Spaß

von Philipp Hackl (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Also nochmal: Sprich mit dem Prof oder laß dir gleich die andere Lösung
> zeigen.
> An deiner Stelle würde ich sonst bei Nichtwollen des Profs diesem klar
> die Meinung sagen und jedwede Arbeit einstellen.

Er zeigt mir keine Lösung und ich kann es nicht bleiben lassen, weil ich 
es bei der Matura können muss.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Tja, Social Engineering, Abfallgucken gehen, Kündigung, nächster 
Vorgesetzter, Sekretärin Blumenstrauß. Nur ich kann dir da nicht 
weiterhelfen.

Damit deine Zeit noch knapper wird im Anhang die komplette Simulation 
einer Telefonleitung. Das ist NUR die Leitung!!

von Philipp H. (Firma: HTL WELS) (hackl4)


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Abdul K. schrieb:

> Damit deine Zeit noch knapper wird im Anhang die komplette Simulation
> einer Telefonleitung. Das ist NUR die Leitung!!

Danke, aber habe ich nicht gebraucht !

Ich habe jetzt alles hinbekommen, das einzige was ich jetzt noch machen 
muss ist einen den 5Bit Code auf den MLT 3 umwandeln, dies ist mit einer 
Schaltung aus Logik Gattern zu realisieren:

Zum MLT-3:

MLT-3 ändert bei einer logischen Eins im Datenstrom den Signalpegel nach 
der fixen Folge [0,+,0,-]. Bei der Übertragung einer logischen Null 
ändert sich der momentane Zustand der Leitung nicht. Damit weist MLT-3 
wie Non Return to Zero (NRZ) einen Informationsgehalt von einem Bit pro 
Symbol auf, allerdings wird die Bandbreite auf 1/4 gegenüber der binären 
Übertragung NRZ reduziert. Durch die MLT-3 Leitungscodierung wird der 
Signalgleichanteil und die Bandbreite verringert.
Die Bandbreitenreduktion ergibt sich durch die fixe Folge [0,+,0,-] bei 
Durchlaufen bei der Übertragungen nur einer logisch Eins. Werden nur 
logisch Nullen übertragen, ändert sich auf der Leitung nicht, womit 
diese Zustände keinen Beitrag zur Bandbreite liefern. Damit ist 
eineTaktrückgewinnung nur mit MLT-3 nicht möglich und erfordert 
zusätzliche Maßnahmen wie eine Precodierung mit dem 4B5B-Code, oder 
statistische Verfahren wie das „Scrambling“ der Nutzdaten.

Hat jemand eine Idee wie es zu realisieren wäre ?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Erst machst du alle verrückt und dann brauchst du uns nicht (zumindest 
was die Leitung angeht). Wieso ist es jetzt alles anders?

von Philipp H. (Firma: HTL WELS) (hackl4)


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Abdul K. schrieb:
> Erst machst du alle verrückt und dann brauchst du uns nicht (zumindest
> was die Leitung angeht). Wieso ist es jetzt alles anders?

Ich hab ja selbst nicht gewusst was genau zum machen ist jetzt hab ich 
mal ein bisschen mich reingelesen und den Lehrer gefragt ob man es so 
machen kann.

Ich hab jetzt in PSPICE ein Signal mit 4Bit, welches ich mit einer 
Tabellenfunktion in den 5 Bit-Code umwandle, dann muss ich wie oben 
beschrieben auf den MLT 3 Code welcher auch über Twist and Pair Leitung 
geschickt wird. Nachher wird alles umgekehrt und dann soll das selbe 
rauskommen.
Wie gesagt der Teil mit den Logik Gattern von 5Bit auf MLT 3 fehlt mir 
noch.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Deine Arbeit ist also das Auseinanderpflücken der Aufgabenstellung und 
dann die Teilaufgaben in verschiedene Foren posten? Überleg dir einfach 
ne Schaltung und die postest du mit ihren Fehlern, falls du nicht mehr 
weiterkommst.

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