TPEX - Obvody připojení TP kabelu

Hlavní součásti TP MAU

Hlavní součástí MAU pro TP kabel je obvykle obvod Am79C98 nebo jeho klon. Jak tento obvod, nazývaný TPEX - Twisted-Pair Ethernet Transceiver vlastně funguje a z čeho se skládá? Jeho zapojení je celkem jednoduché:

1. Na straně vysílače je vysílaný signál, přicházející z AUI interface zesílen. Po zesílení je veden do výstupního budiče, který zajišťuje na svém výstupu dvě dvojice symetrických signálů, jeden pouze zesílený a druhý zpožděný o 50 ns. Po sečtení externími odpory vznikne průběh uvedený na obrázku 3, který je veden do výstupního hybridního transformátoru / filtru. Mimo dobu vysílání je výstupní budič TP kabelu uzavřen pomocí šumové brány
2. Na straně přijímače prochází signál z výstupu vstupního hybridního transformátoru / filtru vstupním zesilovačem a přes obvod šumové brány je veden do budičů AUI interface. Obvod "Detektor polarity" je pomocným obvodem a obrací fázi signálu o 180 stupňů v případě, že je špatně zapojena kabeláž (otočena polarita páru).
3. Mimo těchto dvou, řekněme "tvarovačů signálu" TPEX obsahuje další obvod a to obvod detekce kolize. Kolize je na TP kabeláži detekována odlišně, od způsobu detekce na koaxiálním kabelu. Nelze zde, vzhledem k nesdílenému vedení mezi několika vysílači, detekovat kolizi pomocí změn stejnosměrné úrovně. Kolize se detekuje přímo z vlasnosti, že pokud jeden vysílá tak ostatní mlčí, tj. přijímací část je pomocí šumové brány vypnuta. Zjistí-li proto obvod TPEX současnou aktivaci vysílací i přijímací části vygeneruje na výstupu CD AUI interface signál kolize.

Pomocné funkce TP MAU

Obvody, uvedené v předchozím odstavci, stačí pro řádnou komunikační funkci, nestačí však pro kontrolní účely. Představte si, že připojíte nějaké měřicí zařízení, které má vysílat jednou za hodinu. Čekat u něj, až proběhne vysílání, aby bylo možno zkontrolovat, zda je připojovací kabeláž vpořádku, jak sami uznáte není to pravé. Proto byla komunikace na TP a tím i příslušné obvody, doplněny o několik kontrolních funkcí. Jednou z nich, je zpětná smyčka (loopback) předávající data ze vstupu pro vysílaná data AUI(TX) zpět na výstup příjímaných dat AUI(RX). Na schematických obrázcích popisovaný obvod používá tuto funkci jen v diagnostickém režimu, nicméně existuje poměrně hodně obvodů, kde je tato funkce implicitní. Znamená to tedy, že pokud vysíláme, tak se vysílaná data vracejí přes výstup přijímače. Pokud ovšem dojde ke kolizi, je loopback vypnut a na výstupu přijímače jsou skutečná přijímaná data. Celý obvod se tedy chová stejně, jako by byl nebyla použita TP kabeláž, ale kabeláž založená na koaxiálnímu kabelu.

1) Linkový test

Linkový test patří mezi hlavní testovací funkce. Jeho schematické umístění v blokovém zapojení je vidět na následujícím obrázku:

Tento obvod kontroluje neporušenost linky a její polaritu. Provádí to pomocí jednoduché metody, není-li delší dobu, obvykle cca 16 ms co vysílat, obvod vyšle testovací linkový puls, zobrazený na následujícím obrázku.

ideální (teoretický) průběh upravený (korigovaný) průběh po průchodu filtrem

Obvody přijímače vyhodnocují, pomocí časového okna, udávajícího minimální (cca 4 ms) a maximální (cca 60 ms) dobu, ve které můžou linkové pulsy přijít od předchozí aktivity protistanice (tj. vysílání dat nebo předchozího linkového pulsu), přítomnost linkových pulsů. Je-li tato nepřítomnost delší než je hranice (cca 64 ms), obvod nahlásí ztrátu spojení. Tato ztráta spojení je navenek uživateli obvykle signalizována zhasnutím LED "Link" na zařízení. Přijímač tyto linkové pulsy neposílá dále na svůj výstup. Vzhledem ke známé polaritě a tvaru linkových pulsů, jsou tyto pulsy použity rovněž pro vyhodnocení, zda nedošlo na trase vysílač-přijímač k prohození vodičů v páru a tím k otočení fáze signálu. Tuto chybu polarity pulsu vyhodnotí obvody detekce polarity příjímaného signálu a korigují ji. Linkový test patří k základním testům a můžeme-li volit má-li být zapnutý, je jeho standartní nastavení ZAPNUTO. Modifikovaným linkovým pulsem se v dnešní době testují možnosti zařízení, především jeho schopnost komunikovat na 100 Mbitové rychlosti a plným duplexem. Např. signalizace plného duplexního režimu je realizována jako vyslání 16-ti linkových pulsů ve standartním časování následovaných jedním "rychlejším" pulsem s odstupem od předcházejícího cca 5 ms.

2) SQE (Heartbeat) Test

Signal Quality Test, nazývaný též Heartbeat (tep srdce) patří mezi pomocné testovací funkce. Jeho účelem je testovat signalizaci kolize na rozhraní AUI. Je-li tato funkce zapnuta, tak je na výstupu signalizace kolize (CD) signalizováno mimo kolizí ukončení vysílání paketu. Prakticky je tento self-test prováděn tak, že obvod počká po skončení vysílání 800 ns (tj. 8 bitů) a pak vyšle na výstup signalizace kolize CD 8 bitů. Celá situace je znázorněna na následujícím obrázku:

TX (AUI) vysílaný signál CD +/- (AUI) signál kolize

SQE test patří k pomocným testů a jeho standartní nastavení je, není-li předepsáno jinak, např. při připojení na nějakou síťovou kartu vysloveně jej vyžadující, VYPNUTO. Použití MAU se zapnutým SQE testem ve spojení s repeatrem bez inteligence vede většinou k problémům.

Použitá literatura

Allied Telesyn International CentreCOM Micro Transceivers AT-MX10, AT-MX20, AT210 (2 str.)
am79C98 Twisted-Pair Ethernet Transceiver (TPEX) (22 str.)
am79C100 Twisted-Pair Ethernet Transceiver Plus (TPEX+) (24 str.)
CS8900 High-Integrated ISA Ethernet Controller (132 str.)
CS8900A Product Data Sheet (128 str.)
AN073 - Magnetic Manufacturers for Networking Product Applications (12 str.)
LXT901/907 Universal 10BASE-T and AUI Transceivers (40 str.)
LXT902 Ethernet Twisted-Pair Media Attachment Ethernet Twisted-Pair Media Attachment Unit (40 str.)
LXT908 Universal 3.3V 10BASE-T and AUI Transceiver (40 str.)
MTD213 Ethernet Interface Adapter (12 str.)
MTD214 Ethernet Encoder/decoder and 10BaseT Transceiver with Built-in Waveform Shaper (11 str.)
MTD907 Ethernet Encoder/decoder and 10BaseT Transceiver with Built-in Waveform Shaper (14 str.)
10BaseT Network Components, with filter (6 str.)
10BaseT Network Components, without filter (4 str.)
LAN Isolation Transformer Catalog (10 str.)
16PT-xx YCL 10 Base T Coupling Transformers (3 str.)

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