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

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

Versuchsbedingungen:

Wie stark wirkt sich diese Terminierung tatsächlich auf die abgestrahlten Emissionen aus?

Von besonderem Interesse ist das UKW-Marineband (156 – 165 MHz).

Ausgewertet durch Messen des CM-Stroms am Kabel

HF-Stromsonde am ca. 20 m langen Kabel platzieren

Kabel, das an jedem Ende mit einem Gerät verbunden ist

Ergebnisse auf Spektrumanalysator angezeigt

Ergebnisse:

Schlussfolgerungen:

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

Die Impedanz ist entlang der Kabellänge nicht konstant. Unterschiedliche Verdrillungsraten bei jedem verdrillten Paar verursachen alle paar Zentimeter eine Feldauslöschung.

Bild über in Ethernet-Signalwandler integrierte Gleichtaktdrossel:

Alle oben zitierten Bilder und Texte wurden von Royce Bohnert, dem Autor des Berichts, auf den verwiesen wird, erstellt.

Ich "Bob Smith" mit 75 Ohm und ich glaube, Sie sollten es auch tun. Sie können einige Eckfälle finden, in denen diese Terminierung nicht so gut funktioniert wie andere, aber insgesamt ist sie am robustesten, wenn Sie genügend Tests durchführen. Unabhängig davon, wie gut Ihr Choke ist, kann es immer zu einer modalen Umwandlung in Längsrichtung kommen, die durch Kabel, Stecker usw. verursacht wird ... und irgendwie muss diese Energie entweder abgeführt oder abgestrahlt werden.

Sie werden viele Antworten und Meinungen dazu finden. Ich denke, ich bin vielleicht einzigartig qualifiziert, um darüber zu sprechen, verglichen mit dem kausalen Ingenieur, der an einer Menge Zeug gearbeitet hat und sich von Zeit zu Zeit mit Ethernet beschäftigt.

Ich bin im Sommer 1993 selbstständig zur Bob-Smith-Terminierung gekommen und habe sie 1996 weiter verfeinert, 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 dazu geführt. Ich habe wahrscheinlich mehr als jeder andere, den ich kenne, daran gearbeitet, aber ich könnte mich irren – ich kenne viele der Leute, die an solchen Dingen arbeiten. Ich habe mit den meisten Magnetherstellern, PHY-IC-Herstellern, Steckerherstellern und Datenverkabelungsherstellern zusammengearbeitet. Ich habe auch mit Bob Smith selbst über diese Strecke gesprochen.

Es gibt einen populären Artikel darüber, der mit den "Binder" -Modi der Paarkopplung zu tun hat und behauptet, dass ein besserer Wert ungefähr 52 Ohm beträgt. Ich glaube, dass dieser oft zitierte Artikel auf Cicada Semi zurückgeht (ein in Austin ansässiges GigE-PHY-Unternehmen, das zuletzt vor 15 Jahren aktiv war). Obwohl etwas richtig, glaube ich, dass dieser Artikel den wahren Zweck des "Bob Smith" verfehlt. Auch Bohnerts Präsentation hat einige Löcher. Verstehen Sie mich nicht falsch, ich weiß es wirklich zu schätzen, dass diese Kollegen sich damit beschäftigt haben und ihre Arbeit öffentlich machen konnten. Hut ab vor ihnen. 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 reale Strahlungsemissionen nicht genau messen. Es ist eine nützliche Abkürzung, um spezifische Probleme zu untersuchen und auf eine einfachere Einrichtung außerhalb einer 500-Dollar-/Std.-Kammer zu reduzieren. Aber um diese Terminierung wirklich zu verstehen, benötigen Sie eine Vielzahl von physikalischen Kabelkonfigurationen und eine große Kammer von 10 Metern oder mehr, um die verschiedenen Techniken genau zu beurteilen. Bohnerts Präsentation verwendet eine Klemme, und die Strahlungsemissionen, die er damit erfasst, werden nicht mit der realen Verkabelungsanlage übereinstimmen.
2. VIEL hängt vom Kabel ab und davon, wie es gecrimpt wird. Insbesondere die Scd21 (L-TCL) der Kabel und Anschlüsse machen einen großen Unterschied.
3. Die für Strahlungsemissionen wichtigste Gleichtaktimpedanz ist vage als "Masse" oder "freier Raum" definiert.
4. Die „Bob Smith“-Terminierung ist insgesamt ein wesentlicher Vorteil in den typischsten Fällen, um UTP-Kabelemissionen zu reduzieren.
5. Abgeschirmtes Twisted-Pair-Kabel ist eine nette Idee, aber es funktioniert 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 gesättigt sind, aber nicht so sehr aufgrund von HF-Energie

Ich wünschte, ich könnte mehr sagen. Aber zusammenfassend ist der 75 Ohm Bob Smith die beste Wahl. Versuchen Sie, es zu verwenden, und erzielen Sie damit ein "bestandenes" Ergebnis. Wenn Sie für eine bestimmte Installation spezielle Emissionsanforderungen haben (z. B. ein Navy-Schiff), verwenden Sie ein professionell abgeschlossenes CAT6A-Kabel.

cdwilson, nehmen Sie bitte alle Ihre Fragen entgegen:

... Bob-Smith-Terminierung ... möglicherweise nicht ideal (oder richtig). Wenn dies der Fall ist, warum wird die Bob-Smith-Terminierung in den Ethernet-Designleitfäden von Intel, TI usw. immer noch empfohlen?

Hier gibt es keine Verschwörung, weil es nicht der Fall ist. Die Auto-Crossover-Funktion (Auto MDI-X) ist heute beliebt (und war sogar in den 2000er Jahren beliebt) und erfordert einen symmetrischen CMC-fähigen Transformator. Auch hier löst CMC, wie Royce Bohnert zeigt, das Problem an der Wurzel, wodurch die Notwendigkeit der Terminierung praktisch vernachlässigbar wird. Außerdem ermöglichen CMC-fähige Transformatoren die Verwendung verschiedener Medien mit unterschiedlichen Impedanzen im Einzeldesign: Beispielsweise soll 100BASE-TX über 100 Ohm UTP und 150 Ohm STP (nach IEEE Std 802.3) betrieben werden. Ich wiederhole, hier gibt es keine Verschwörung und/oder Irrationalität.

Ist der Autor des Artikels in seiner Analyse falsch?

Meiner Meinung nach betrachtet der Autor das Problem enger als es ist: Es gibt viele Varianten der BS-Terminierung (z. B. Intel'2001 , für andere lauern Sie selbst :-) in der ersten, und die Terminierung soll nicht nur EMI sondern lösen auch ESD-Probleme im zweiten. Schaut euch die letzten 15-20 Jahre an (natürlich mit Hilfe von Google :-) und ihr werdet sehen, wie sich die Kündigung entwickelt.

Oder ist es den Leuten einfach egal, dass die Rückflussdämpfung durch die richtige Wahl des Widerstands verbessert werden könnte?

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

... kommen die Magnetics immer mit eingebauten Chokes?

CMC ist jetzt ein gemeinsames Merkmal. Während meiner mehr als 10-jährigen Karriere 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 sich für heute Ihre eigene Meinung zu bilden.

Wenn die richtige Terminierung verwendet wurde, wäre es möglich, Magnete ohne die Drosseln zu verwenden?

Wenn Sie einen solchen Transformator finden, könnten Sie dies tun, 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.

Die Bohnert-Präsentation befasst sich auch mit Emissionen, aber ich bin auch neugierig, 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/Unsymmetrie. Bohnert erklärt:

Die Impedanz ist entlang der Kabellänge nicht konstant. Unterschiedliche Verdrillungsraten bei jedem verdrillten Paar verursachen alle paar Zentimeter eine Feldauslöschung.

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 Erdungspunkt zu geben, damit die Interferenz die Wicklung des Koppeltransformators nicht sättigt. Ich habe dies in anderen Schaltungen nur für diese Funktion gebaut.

Obwohl der Reihentransformator Teil dieses RFI-Filters ist, belastet seine Sekundärwirkung zwischen ihm und der Sekundärwicklung 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 in einer bestimmten Installation führt, ist eine Frage des Zufalls, ob der Knoten bei der (den) bestimmten Resonanzfrequenz(en) der Kabel in dieser Installation eine Schwachstelle aufweist. Bei den meisten Hochfrequenz-Immunitätstests stellen Sie jedoch fest, dass das Beenden unerwünschter Moden in etwas, das sich ihrer charakteristischen Impedanz annähert, zu einem verringerten Risiko von Interferenzen bei Resonanzen führt. Ich stimme zu, dass Ethernet-Transformatoren jetzt eine hervorragende CM-Unterdrückung über ein breites Band haben, aber dennoch verbessert das BS-Netzwerk die Systemimmunität weiter.