Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ethernet über optische Richtfunkstrecke übertragen


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Tüftler (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen,

wir hatten heute auf Arbeit eine Diskussion. Das sich bei einer 
Datenübertragung mit Modbus-Protokoll, die über eine RS-485 Leitung 
realisiert ist besser Fehlern analysieren lassen als eine mit Ethernet 
und TCP/Modbus-Protokoll. Das sehe ich generell nicht so und habe mal 
gesucht wie bei Ethernet (Ethernet 100Base-TX) eigentlich die 
Bitübertragungsschicht realisiert ist.
Es sind jeweils ein Aderpaar für Senden und Empfangen, bei 1000Base-T 
sind es jeweils zwei.
Es werden nun auf jedem Adernpaar jeweils drei, bei 100Base-TX und fünf 
bei 1000Base-T, differenzielle Impulsspannungen übertragen (-2V, -1V, 
0V, 1V und 2V) also Puls Amplituden moduliert (PAM-5). Den Spannungen 
werden dann Symbole zugeordet, dies passiert aber schon auf einer 
höheren OSI-Schicht.

Wie könnte man nun dies Bitfolge der einzelnen Spannungsimpulse relativ 
einfach in Lichtimpulse umwandeln und auf der Empfängerseite wieder in 
die Spannungspulse zurück wandeln?

von 1N 4. (1n4148)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mit nem Media Converter für LWL

von Tüftler (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das wäre zu einfach ;-).

Ich dachte da aa eine Freiluftübertragung (400m) mit einer Laser oder 
LE- Diode auf eine Photodiode auf der Empfängerseite.

Falls ich mit bei der Erklärung der Ethernet Bitübertragungsschicht, 
Mist geschrieben habe berichtigt mich bitte.

von Noch einer (Gast)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Heutzutage tüftelt ein Ingenieur nichts mehr selbst aus. Der kauft 
einfach einen Medienkonverter bei Alibaba.com .

von 1N 4. (1n4148)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Falls ich mit bei der Erklärung der Ethernet Bitübertragungsschicht,
> Mist geschrieben habe berichtigt mich bitte.

Wenn die Übertragung bei 1000BaseT wirklich so simpel wäre, wäre das 
verdammt viel unnötiger signaltechnischer Aufwand der in den Chips 
getrieben wird um das über paar Meter Kupfer zu übertragen.

von Laser (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

von Tüftler (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
1N 4. schrieb:
>> Falls ich mit bei der Erklärung der Ethernet Bitübertragungsschicht,
>> Mist geschrieben habe berichtigt mich bitte.
>
> Wenn die Übertragung bei 1000BaseT wirklich so simpel wäre, wäre das
> verdammt viel unnötiger signaltechnischer Aufwand der in den Chips
> getrieben wird um das über paar Meter Kupfer zu übertragen.

Über den Schaltungstechnischen Aufwand habe ich gar nichts geschrieben.

Vor ein paar Jahren glaube ich mich zu erinnern, dass ich mir die 
Signale mal auf dem Oszi angesehen habe und meine mich zu erinnern die 
verschieden "hohe" Pulse gesehen zu haben.

Es kann ja sein, dass ich der Englischen Sprache nicht so mächtig bin.
Vom Prinzip her habe ich das zumindest so verstanden:
https://en.wikipedia.org/wiki/Ethernet_over_twisted_pair

von Tüftler (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke Laser,

das sieht schonmal nach dem aus was ich mir vorgestellt habe. Ich werde 
mir das morgen mal genauer ansehen.

von Gerd E. (robberknight)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Etwas in die Richtung wurde erst vor kurzem hier im Forum vorgestellt:
Beitrag "10 MBit/s optischer Freistrahl-Ethernet-Transceiver"

Ist allerdings nur 10 MBit/s, dafür recht einfach aufgebaut.

von P. W. (deneriel)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das Suchwort heißt wie von dur schon geschrieben "optischer Richtfunk" 
oder auch "Laserlink".

Die Technik gibts fertig zu kaufen, incl. WLAN Backup für 
Schlechtwetter.
Bevorzugt für Gebäudekopplung genutzt da schnell auf vglw. kurze 
Distanzen. Für größere Entfernungen nimmt man eher klassische 
Richtfunktechnik.

Gigabit Ethernet ist da schon drin...

Bis 100Mbit gast du getrennte Adernpaare für RX und TX. Die kannst du 
anzapfen und an einem 3. Interface mit schneiden. Die fertige Schachtel 
zum zwischenstöpseln nennt man Tap.

Passive Taps für Gigabit auf Kupfer gibts nicht weil die Transceiver, 
vereinfacht gesagt, einen Pegel zum Senden auf die Leitung geben und 
dann messen was anliegt. Die Differenz zwischen gesendetem Pegel und 
Messung ist das Empfangssignal.
Ohne zu wissen was eine Seite schickt kommt beim Abgriff daher nur 
Kokolores raus.
Hier braucgst du also einen aktiven Tap. Ein Kupfer-Kupfer 
Medienkonverter mit Anzapfung sozusagen.
Taps sind Dual-Use Güter.
In professionellen Umgebungen nimmst du einfach einen managebaren Switch 
und spiegelst den Port auf einen Monitoring Port zur Analyse.

Wenn du also eh Ethernet benutzt und nicht gerade den PHY entwickelst 
kannst du die Fehlersuche ganz einfach und unspektakulär am Rechner mit 
einem Wireshark machen. Ohne Scope und Logic Analyzer... Um Layer 1 und 
2 kümmert sich die Hardware allein.

von mat-sche (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi,
Schau mal bei Leuze electronic vorbei. Ein Spezialist in Sachen 
Sensoren. Such mal nach ddls...

von Falk B. (falk)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Tüftler (Gast)

>Ich dachte da aa eine Freiluftübertragung (400m) mit einer Laser oder
>LE- Diode auf eine Photodiode auf der Empfängerseite.

Im einfachsten Fall mit einem Phy, der das elektrische Ethernetsignal in 
ein einfaches, binäres Signal wandelt. Bei 1G Ethernet sind das dann 
1.25 Gbit/s mit 8B10B Kodierung, so wird das auch über LWL übertragen. 
Das kann man auch relativ leicht optisch im Freiraum übertragen, es hat 
einen hohe Mindestfrequenz und ist gleichstromfrei, das vereinfacht den 
Empfänger.

von Pandur S. (jetztnicht)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Im Freiraum, 1.25GBit Licht empfangen ... gesendet mit nur ein paar mW 
ist sportlich. Das bleibt auch mit einer guten Optik sportlich. Die 
Detektoren, heisst Photodiode, die so schnell sein koennen haben 
vielleicht eine Flaeche von 0.5mm^2. Da fokussier mal drauf ...

von Sven B. (scummos)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sapperlot W. schrieb:
> Im Freiraum, 1.25GBit Licht empfangen ... gesendet mit nur ein paar mW
> ist sportlich. Das bleibt auch mit einer guten Optik sportlich. Die
> Detektoren, heisst Photodiode, die so schnell sein koennen haben
> vielleicht eine Flaeche von 0.5mm^2. Da fokussier mal drauf ...

Ich denke das Problem ist eher die Empfangs- und Modulatorelektronik; 
auf der Photodiode ist genug Licht, daran sollte es nicht scheitern. 500 
µ Fokus ist riesig. Gegeben es existieren ordentliche Justageschrauben, 
natürlich. ;)

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Sapperlot W. (jetztnicht)

>Im Freiraum, 1.25GBit Licht empfangen ... gesendet mit nur ein paar mW
>ist sportlich.

Jain. Es ist halt geringfügig über dem Arduino-Niveau ;-)

http://www.lightpointe.com/

> Das bleibt auch mit einer guten Optik sportlich. Die
>Detektoren, heisst Photodiode, die so schnell sein koennen haben
>vielleicht eine Flaeche von 0.5mm^2. Da fokussier mal drauf ...

Schon mal was von einer Sammellinse oder Parabolspiegel gehört?

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.