Оптоэлектронный преобразователь интерфейсов что это
Д. т. н. Гречишников В. М., Теряева О. В.
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева (НИУ), Российская Федерация
ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА С ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИМ ИНТЕРФЕЙСОМ
Широко распространенными в настоящее время являются преобразователи аналоговых физических величин в цифровой код. Преобразователи механических угловых и линейных перемещений используются в следящих системах, измерительной технике, робототехнических комплексах и т.д. Основной проблемой создания такого рода преобразователей является обеспечение высокой помехозащищенности в сочетании с низкими массогабаритными и стоимостными показателями. Существующие в настоящее время методы и устройства не позволяют достичь желаемого компромисса между этими параметрами. Это связано с тем, что микроминиатюризация радиоэлектронных компонентов уже не приводит к существенному выигрышу в массогабаритных показателей бортовой РЭА так как основной вклад в этот показатель вносят масса и габариты традиционного электрического интерфейса (проводных каналов передачи информации).
В связи с этим представляется актуальной задача создания оптоэлектронных цифровых преобразователей угла с волоконно-оптическим интерфейсом, обеспечивающего многократное снижение массы каналов передачи информации
В оптоэлектронных цифровых преобразователях перемещения для измерения параметра используются специальные кодовые шкалы или маски, позволяющие определить пространственное положение объекта. Схема оптоэлектронного цифрового преобразователя угла с волоконно-оптическим интерфейсом представлена на рис. 1.
В состав оптоэлектронного цифрового преобразователя угла входит вал 1, маска кода Грея 2, световоды 3, оптический разветвитель 4, фотоприемник 5, оптический изолятор 6, усилитель 7, излучатель 8, АЦП 9, преобразователь кода Грея в натуральный двоичный код 10. Дорожки маски кода Грея выполнены в виде чередующихся отражающих и поглощающих свет участков.
Рис. 1 . Оптоэлектронный цифровой преобразователь угла
с волоконно-оптическим интерфейсом
Оптоэлектронный цифровой преобразователь угла с волоконно-оптическим интерфейсом работает следующим образом. Излучатель 8 создает направленное оптическое излучение, которое с помощью передающего оптического волокна подводится к волоконно-оптическому ЦАП, реализованному на двунаправленном оптическом разветвителе 4. В разветвителе 4 происходит деление мощности излучателя в общем случае на равных потоков (по числу разрядов кода Грея), которые поступают в световоды 3 и излучаются в направлении соответствующих разрядных дорожек маски кода Грея 2. Величины зазоров между световодами и маской кода Грея выбраны так, что коэффициенты передачи между соответствующими световодами и отражающими участками кодовой маски находятся в соотношении 8 – 4 – 2 – 1. При этом максимальный коэффициент передачи соответствуют нулевому зазору между верхним по схеме световодом и маской. Необходимые значения зазоров могут быть определены по экспериментальной характеристике, представленной на рис. 2. Отраженные от дорожек световые сигналы суммируются в параллельном волоконно-оптическом цифро-аналоговом преобразователе (ВОЦАП) и преобразуются оптический аналоговый квантованный сигнал. Далее сигнал поступает по приемному оптическому волокну в фотоприемник 5, усилитель 7 и преобразуется в параллельный код Грея в АЦП 9, а затем в натуральный двоичный код на выходе преобразователя 10.
Рис. 2 . Зависимость мощности отраженного сигнала,
принимаемого световодом от расстояния до маски
Таким образом применение в рассмотренной конструкции ВОЦАП позволило создать оптоэлектронный цифровой преобразователь угла с волоконно-оптическим мультиплексным каналом, длина которого может составлять десятки-сотни метров, и за счет невысокой погонной массы оптического кабеля значительно улучшить массогабаритные показатели устройства, что особенно важно при использовании его в системах аэрокосмической техники.
Список использованных источников:
1. Гречишников В. М. Оптоэлектронные и цифровые датчики перемещений со втроенными волоконно-оптическими линиями связи / В. М. Гречишников, Н. Е. Конюхов. – М.: Энергоатомиздат , 1992. – 160 с.
2. Зеленский В. А. Бинарные волоконно-оптические датчики в системах управления и контроля / В. А. Зеленский , В. М. Гречишников . – Самара: Самарский научный центр РАН, 2006 . – 160 с. : ил.
Зачем нужен преобразователь интерфейсов?
В нашей повседневной жизни, существует необходимость в обмене данными между различными устройствами и системами. Однако, эти устройства и системы могут использовать различные протоколы и интерфейсы, что создает проблему совместимости и возможности эффективного обмена информацией.
Для решения этой проблемы существуют преобразователи интерфейсов. Они представляют собой устройства, которые способны преобразовывать сигналы и данные из одного интерфейса в другой. Преобразователи интерфейсов позволяют связывать различные типы устройств и систем, обеспечивая совместимость и возможность эффективного обмена информацией.
Контроллер интерфейса RS-485 EM-480
Контроллер интерфейса RS-485 EM-480 является одним из таких преобразователей. RS-485 — это стандарт передачи данных, который широко используется в системах автоматизации и контроля. Контроллер интерфейса RS-485 EM-480 предоставляет возможность подключения устройств с интерфейсом RS-485 к компьютеру или другим устройствам с интерфейсами, такими как USB или Ethernet. Он обеспечивает стабильную передачу данных и расширяет возможности использования устройств с интерфейсом RS-485.
Преобразователь интерфейсов ЕТ-485
Еще одним примером преобразователя интерфейсов является ЕТ-485. Это устройство обеспечивает возможность преобразования сигналов между интерфейсами RS-485 и RS-232. RS-232 — это другой распространенный стандарт передачи данных, который используется во многих устройствах. Преобразователь интерфейсов ЕТ-485 позволяет связывать устройства с различными интерфейсами RS-485 и RS-232, обеспечивая совместимость и эффективный обмен информацией между ними.
Преобразователь интерфейсов: цена
Стоимость преобразователей интерфейсов может варьироваться в зависимости от их функциональности и технических параметров. При покупке преобразователя интерфейсов важно учитывать требования вашей конкретной системы. Необходимо убедиться, что выбранный преобразователь поддерживает нужные интерфейсы и соответствует требованиям вашего приложения.
Купить преобразователь интерфейсов можно на нашем официальном сайте. Так же можно заполнить форму обратной связи для консультации со специалистом для выбора преобразователя, соответствующего вашим задачам.
Медиаконвертеры Ethernet: Оптика в медь. Советы
Преобразователи из медного Ethernet в оптический (медиаконвертеры) – достаточно простые устройства, не имеющие никаких сложных дополнительных настроек, однако они имеют свои особенности в применении, которые нужно учитывать при построении сети. В данной статье даны рекомендации по использованию и подбору медиаконвертеров, описана работа функций «Link Fault Pass-through» и «Far End Fault», и особенности поведения преобразователей в резервированных сетях.
LFP и FEF
Вы можете подумать, что единственная цель медиаконвертера – преобразовывать сигнал из одной среды передачи (медный провод) в другую (оптическое волокно). Это действительно так, но ещё современные медиаконвертеры поддерживают функции, которые повышают надежность сети при правильном использовании. Разумеется, основная роль медиаконвертера заключается в передаче данных между двумя устройствами, которые невозможно соединить напрямую, при этом преобразователь должен оставаться невидимым для сетевых устройств. По сути, медиаконвертер должен «имитировать кабель». Звучит достаточно просто, но, когда они используются в паре, «кабель» фактически состоит из двух медных кабелей и двух волоконных кабелей (см. рис. 1 ниже). Именно по этой причине появились такие функции как «Link Fault Pass-through» и «Far End Fault». Рис. 1 Использование медиаконвертеров в паре Link Fault Pass-through (LFP) – функция «Link Fault Pass-through» служит для оповещения соседнего медиаконвертера об обрыве медного кабеля. Рассмотрим, что произойдет, если медный кабель, соединяющий коммутатор слева с медиаконвертером, неожиданно оборвется (см. рис 2). В этом случае коммутатор справа не будет знать об обрыве, и, хотя соединение было разорвано, сеть будет продолжать пересылать данные “вникуда”, предполагая, что соединение по-прежнему активно. В таком случае на помощь приходит функция Link Fault Pass-through (LFP). Детальная работа LFP проиллюстрирована на рисунке 2 ниже.
- Изображение 1: Нормальная работа двух медиаконвертеров.
- Изображение 2: Медный кабель до конвертера A в обрыве. Конвертер A посылает специальное сообщение LFP преобразователю B.
- Изображение 3: Конвертер A отключает соединение с преобразователем B.
- Изображение 4: Конвертор B отключает медное соединение.
- Изображение 5: Конвертер B отключает соединение с преобразователем A.
Рис. 2 Link Fault Pass-through в действии
Far End Fault (FEF 802.3u) – функция «Far End Fault» служит для оповещения об обрыве одной из жил (!) оптоволоконного кабеля.
Рассмотрим, что произойдет, если одна из жил оптоволоконного кабеля, соединяющего медиаконвертер слева с медиаконвертером справа, неожиданно оборвется.
В этом случае коммутатор слева не сможет передавать данные на коммутатор справа. Однако, если другая жила оптоволоконного кабеля по-прежнему цела, коммутатор справа продолжит передачу на коммутатор слева, что может привести к ошибкам передачи по всей сети. В этом случае на помощь приходит функция Far End Fault. Детальная работа FEF проиллюстрирована на рисунке 3 ниже.
- Изображение 1: Нормальная работа двух медиаконвертеров.
- Изображение 2: Одна из жил оптоволоконного кабеля от конвертера A до конвертера B обрывается.
- Изображение 3: Конвертер B отключает медное соединение.
- Изображение 4: Конвертер B отключает вторую жилу оптоволоконного кабеля до конвертера А.
- Изображение 5: Конвертер A отключает соединение по медному кабелю.
Рис. 3 Far End Fault в действии
Важное напоминание: используйте медиаконвертеры в парах
На приведенных выше иллюстрациях мы показали, что медиаконвертеры используются парами. Многие инженеры-проектировщики игнорируют этот момент и используют только один преобразователь Ethernet в оптику. Проблема с использованием только одного преобразователя заключается в том, что, если включены функции «Far End Fault» или «Link Fault Pass Through», то они не будут работать должным образом. Мало того, что медиаконвертеры должны использоваться парами, но, кроме того, они должны быть от одного производителя и, желательно, одной модели. Это связано с тем, что разные производители могут использовать проприетарные протоколы для функций «Far End Fault» и «Link Fault Pass Through». Кроме того, один и тот же производитель может использовать разные микросхемы в разных моделях, что приведет к несовместимости различных моделей.
Давайте подробнее рассмотрим, что произойдет, если мы используем только один преобразователь с функцией LFP (см. рис. 4 ниже). На самом деле, легко понять, почему использование LFP в этой ситуации вызовет проблемы. Прежде всего, имейте в виду, что LFP — это функция, которая реализована в медиаконвертере. Если соединение по медному кабелю между коммутатором слева и медиаконвертером обрывается, медиаконвертер отправит сообщение на коммутатор справа, о том, что передача не удалась. Проблема заключается в том, что коммутатор не поймет сообщение LFP, и, следовательно, сообщение будет отброшено. Из-за этого коммутатор справа продолжит передачу данных в медиаконвертер с ожиданием передачи данных на коммутатор слева. Тот факт, что этого не происходит, может привести к сбою сети.
Рис 4. Работа Link Fault Pass-through только с одним медиаконвертером
Работа медиаконвертеров в резервированных сетях
Влияние режима работы медиаконвертера на работу резервированной сети
Резервирование является важным аспектом любой сети, но особенно важно в промышленных сетях. Многие коммутаторы Ethernet поддерживают как протоколы STP/RSTP, так проприетарные протоколы, например, Moxa Turbo Ring.
Как известно, для работы протоколов резервирования коммутаторы обмениваются друг с другом специальными служебными сообщениями – BPDU.
Некоторые модели медиаконвертеров, работающие в режиме передачи «Store-and-Forward», не могут передавать BPDU-пакеты протоколов резервирования. Решение этой проблемы состоит в том, чтобы переключить преобразователи в режим «Pass-through», поскольку в этом случае оптоволоконная линия обеспечивает прозрачную линию связи.
Влияние медиаконвертера на время восстановления сети
При использовании медиаконвертеров в сети Ethernet, использующей протоколы резервирования STP/RSTP или Turbo Ring, вы должны учитывать влияние, которое преобразователи оказывают на скорость восстановления.
Рассмотрим каждый случай отдельно:
- Скорость восстановления для STP/RSTP довольно низкая, и, хотя включение медиаконвертеров немного замедлит работу, они не окажут заметного влияния на скорость восстановления.
- Проприетарные протоколы гораздо быстрее, чем STP/RSTP. Например, Turbo Ring от Moxa имеет время восстановления менее 20 мс. Поэтому, если вы используете медиаконвертеры в такой сети, вы должны ожидать заметное снижения времени восстановления.
Медиаконвертеры Fast Ethernet серии IMC-21 MOXA
Промышленные медиаконвертеры начального уровня в пластиковом или металлическом корпусе для преобразования Fast Ethernet в оптоволокно.
Гигабитные медиаконвертеры серии IMC-21G MOXA
Промышленные медиаконвертеры для преобразования Gigabit Ethernet в оптоволокно.
PoE медиаконвертеры серии IMC-P101 MOXA
Промышленные преобразователи Ethernet 10/100BaseT(X) в оптоволокно 100BaseFX. Могут использоваться в качестве источников питания для оборудования с поддержкой питания PoE.
IMC-101 / IMC-101G для нефтегазовой отрасли
Промышленные преобразователи Ethernet 10/100 BaseT(X) в оптоволокно 100/1000BaseFX. Подходят для высокопроизводительных систем. Соответствуют стандарту ATEX Zone2.
PTC-101 для энергетики и транспорта
Промышленные медиаконверторы MOXA, соответствующие стандартам МЭК 61850-3 и EN 50155, позволяют конвертировать Ethernet 10/100BaseT(X) в оптоволокно 100BaseFX.
Шасси TRC-2190 в 19” стойку
Шасси для установки модулей медиаконвертеров серий CSM-400 и TCF-142. Допускают “горячую замену” модулей.
Модули CSM и TCF для TRC-190/2190
Медиаконвертеры RS-232/422/485 или 10/100BaseTX в оптику для установки в корпус шасси TRC-190. С возможностью “горячей замены“ и технологией “Plug and Play”.
Более подробно ознакомится с техническими характеристиками медиаконвертеров Ethernet в оптику от MOXA, Вы можете в каталоге на нашем сайте или обратившись к специалистам MOXA.pro по тел.: (495) 419-12-01 или по e-mail: russia@moxa.pro
Преобразователи интерфейсов
Преобразователи интерфейсов — это электронные устройства, предназначенные для оперативной передачи информационных данных из интерфейса RS-485/RS-232 в Ethernet и обратно, в случае возникновения соответствующей необходимости. Универсальность рассматриваемого устройства позволяет применять его не только в контексте охранных систем «Орион» и «Орион Про», но и в контексте других охранных и противопожарных систем.
Режим работы преобразователей интерфейсов может быть круглосуточным, что само по себе вполне логично. Установка рассматриваемого прибора, как правило, осуществляется на территории (внутри) контролируемого объекта. Оптимальный диапазон рабочих температур для рассматриваемого устройства колеблется между — 30 и + 50 градусами, чего вполне достаточно даже для самых экстремальных климатических условий.
Обеспечение данного аппарата электроэнергией осуществляется за счет внешних источников. Рабочее напряжение, заявленное производителем — 12 или 24 Вольта, в ходе эксплуатации допустимы отклонения до 11 или 28.5 Вольт. Для большей простоты эксплуатации прибор оснащен тремя индикаторами. Прозрачный режим работы индикатора говорит о том, что прибор находится в пассивном состоянии и прием данных не ведется. Если же индикатор активен (светится), то такое положение дел сигнализирует об активном приеме информационных данных.
Одно из наиболее значимых преимуществ рассматриваемого устройства состоит в большой скорости передачи данных, что само по себе имеет огромное значение, когда речь заходит об охранных технологиях. Стоит отметить, что приборы из этой категории способны обеспечивать эффективный и быстрый обмен данными между большим количеством различных интерфейсов в зависимости от индивидуальных потребностей пользователя.