CTI - Obvody připojení koaxiálního kabelu

Hlavní součástí MAU pro koaxiální kabel je obvykle obvod DP8392C nebo jeho klon. Jak tento obvod, nazývaný CTI - Coaxial Transceiver Interface vlastně funguje a z čeho se skládá? V jeho zapojení lze vystopovat čtyři funkční celky:

1. Vysílač

2. Přijímač

3. Obvody detekce kolize

4. Časovač (omezovač) vysílání.

1. Obvody vysílače převádějí vstupní symetrický signál na signál asymetrický, založený na modulovaném proudovém zdroji. Tento zdroj budí, pokud je povoleno vysílání, koaxiální kabel proudem -41 mA (typicky, mezní hranice jsou mezi -37 a -45 mA). Na uvedené stejnosměrné úrovni je namodulován vlastní užitečný signál s úrovní +- 28 mA. Zároveň jsou vysílanému signálu "zaobleny" hrany, tak aby se minimalizovalo rušení vyššími harmonickými. Hrany signálu mají dobu náběhu/sestupu upravenu na 25 ns (+- 5 ns)
   
2. Přijímač je složitější. Obsahuje na vstupu vysokoimpedanční nízkokapacitní zezilovač následovaný ekvalizérem, vyrovnávajícím nerovnoměrnou kmitočtovou charakteristiku koaxiálního kabelu. Na výstupu z ekvalizéru, obnovujícímu vlastně původní obdélníkový tvar signálu, vstupujícího do vysílače protistanice, je zapojen obvod šumové brány, potlačujícímu signál na výstupu, pokud není na koaxiálním kabelu předepsaná střední stejnosměrná úroveň.
3. Obvody detekce kolize jsou založeny na sledování střední stejnosměrné úrovně na koaxiálním kabelu. Vstupní signál je vyhlazen dolní propustí a veden na dva komparátory. První, jak již bylo uvedeno, monitoruje přítomnost stejnosměrné složky a odblokovává výstupní obvody přijímače. Druhý detekuje posuv stejnosměrné úrovně pod hranici cca -1,5 V (typicky -1,53 V, mezní hranice jsou -1,45 a -1,58 V, [detailní výpočty]). Vyjdeme-li ze stejnosměrné zakončovací impedance 50 Ohmů / 2 (zakončovací odpory jsou na obou koncích) vychází nám, že skrz kabel musí procházet stejnosměrný proud 60 mA. Výstup komparátoru, signalizující zapnutí minimálně dvou vysílačů najednou, je převeden pomocí oscilátoru 10 MHz na střídavý signál a veden ven z obvodu do obvodů rozhraní AUI. Rychlost s jakou tento obvod zareaguje na kolizi je jedním z hlavních parametrů ovlivňujících zpoždění, které je nutno brát v úvahu při návrhu rozsáhlejších sítí. Typické zpoždění je 7 až 8 bitů (tj. 700 až 800 ns).
4. Časovač vysílání je vlastně nouzovou brzdou, sloužící k přerušení vysílání a zablokování vysílače, pokud by chtěl vysílat déle než 20 ms.

Z uvedených funkčních principů lze konstatovat, že buzení koaxiálního kabelu je proudové, přijímače naopak mají napěťový vstup. Správná funkce je proto, nejen z důvodů odstanění odrazů na koncích kabelu, podmíněna ukončením obou konců kabelu zakončovacími odpory 50 Ohmů. Střední stejnosměrná úroveň na kabelu v době bezchybného vysílání je cca 1 Volt. Užitečný datový signál má amplitudu cca 1,4 Voltu špička-špička

Obvody galvanického oddělení jsou realizovány obvykle trojicí miniaturních transformátorků v jednom pouzdře DIL16. Další nezbytnou součástí galvanického oddělení je měnič napětí oddělující napájení obvodů MAU od ostatních obvodů. Je rovněž většinou vyroben jako černá skříňka v pouzdře DIL24. Všechny části galvanického oddělení musí být schopny odolat u "tenkého" Ethernetu (klasický kabel RG58) 500 V st. po dobu jedné minuty a 2000 V st. u "tlustého" Ethernetu.

V obvodu CTI jsou mimo tyto hlavní části, potřebné ke komunikaci, většinou realizovány i některé další funkce, sloužící k diagnostickým a kontrolním funkcím. Jednou z těchto funkcí je funkce SQE/Heartbeat, popsaná podrobněnji v kapitole o TP MAU. Standartní nastavení SQE/Heartbeat je, není-li předepsáno jinak, VYPNUTO. Použití MAU se zapnutým SQE testem ve spojení s repeatrem bez inteligence vede většinou k problémům.

Použitá literatura

CentreCOM Micro Transceivers AT-MX10, AT-MX20, AT210 (2 str.)
AN-442 Ethernet/Cheapernet Physical Layer Made Easy with DP8391/92 (10 str.)
AN-620 Interfacing the DP8392 to 93ohm and 75ohm Cable (4 str.)
DP8392C/DP8392C-1 CTI Coaxial Transceiver Interface (12 str.)
16PT-005B YCL LAN isolation transformer (1 str.)
YCL LAN DC/DC Converters (3 str.)
LAN DC/DC Converter YCL Model No. DC-101 (2 str.)
W89C92 Winbond Transceiver for Coaxial Cable (11 str.)
Philips Semiconductors - AN4004 Electrostatic discharge protection
for the NE83Q92 or NE83C92 Ethernet Transceiver (5 str.)

(c)Copyright 2000, 2001, HW server & Radek Benedikt Web51@HW.cz, Web51.HW.cz Final applications of the Web51 : www.HWgroup.cz