Современная электроника №1/2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 21 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 1 2020 Рис. 2. Дальность и скорость передачи для действующих стандартов IEEE 802.3 для SPE Рис. 3. Дальность и скорость передачи для будущих стандартов IEEE 802.3 для SPE повышенной дальности образом, экономическая целесообраз- ность данного подхода сомнительна. Например, чтобы задействовать име- ющийся кабель категории 6A под стан- дарт 1000BASE-T1, дальность переда- чи не должна превышать 40 м, а поло- са пропускания должна составлять не менее 600 МГц. Даже при идеальном соблюдении этих условий техноло- гия SPE обеспечивает максимальную скорость передачи данных 1 Гбит/с, тогда как в сетях с технологией MPE кабели категории 6А можно исполь- зовать для передачи данных на скоро- сти 10 Гбит/с. Д ЕЙСТВУЮЩИЕ СТАНДАРТЫ IEEE 802.3 Начало реализации технологии SPE положил стандарт BroadR-Reach, кото- рый был разработан корпорацией Broadcom. Как только этот метод пере- дачи данных на базе стека протоколов TCP/IP заметили в сфере автомоби- лестроения, где как раз искали заме- ну шине CAN, рабочей группой IEEE 802.3 был опубликован первый стан- дарт SPE в виде стандарта 100BASE-T1 в рекомендации IEEE 802.3bw-2015. Однако в автомобилях с ручным или полуавтономным режимом управле- ния требуются ещё более высокие скорости передачи данных, поэтому вслед за первым стандартом SPE для скорости 100 Мбит/с появился стан- дарт для скорости 1 Гбит/с. Доступ- ная технология Ethernet в соответ- ствии с IEEE 802.3bp 1000Base-T1 обеспечивает скорость передачи 1 Гбит/с всего по одной паре медных проводов. В настоящее время IEEE ведёт работу над следующим стан- дартом для более высоких скоро- стей передачи данных – до 10 Гбит/с (IEEE 802.3ch), который необходим для датчиков и передачи видео в высо- ком разрешении. Кроме того, продол- жается разработка стандарта для ско- рости 10 Мбит/с (IEEE 802.3cg). Этот стандарт также особенно востребо- ван во многих отраслях промышлен- ности, поскольку позволяет увели- чить дальность передачи данных до 1000 м и, следовательно, может заме- нить собой практически все действу- ющие промышленные сети. В мар- те 2019 года была создана ещё одна рабочая группа, которая занимается вопросами передачи данных на ско- ростях 25–50 Гбит/с. Такие высокие скорости представляют собой техно- логическую основу для создания бес- пилотных автомобилей и новой рас- пределённой компьютерной архитек- туры в транспортных средствах. На рисунке 2 показана дальность соеди- нения и скорость передачи для тех- нологии SPE. Так же, как и для систем с многопар- ными кабельными соединениями, для SPE существует новый стандарт, анало- гичный стандарту Power over Ethernet (PoE), называемый PoDL – Power over Data Line (IEEE 802.3bu). Одновремен- ная передача данных и электропита- ния с применением технологии очень малых соединителей и однопарных кабелей отвечает современным трен- дам миниатюризации, повышения ско- ростей передачи данных и модульности оборудования. Таким образом, созда- ны все необходимые условия для раз- вития рынка практического примене- ния технологии SPE не только в сфере автомобилестроения, но и в промыш- ленности, в технологиях умных горо- дов, зданий и др. Технология SPE за короткий отре- зок времени продемонстрировала те же результаты, что и преобладающая в настоящее время технология «много- парного Ethernet» (MPE). Единственным существенным ограничением на насто- ящий момент является дальность пере- дачи для SPE на скоростях 100 Мбит/с и 1 Гбит/с (15 м и 40 м соответствен- но). Причиной этому послужили тре- бования, предъявляемые к технологии её основными потребителями в сфере автомобилестроения. Специалисты считают, что в данном случае можно добиться большей даль- ности передачи. На рисунке 3 показа- но, какая дальность передачи техниче- ски достижима. Однако для того чтобы реализовать эти улучшенные версии Сравнение технологий SPE и MPE Скорость передачи данных Соединение MPE Соединение SPE полоса пропускания (Категория) дальность передачи полоса пропускания дальность передачи 10 Мбит/с 16 МГц (Кат. 3) 100 м 20 МГц 1000 м 100 Мбит/с 100 МГц (Кат. 5) 100 м 166 МГц 40 м 1000 Мбит/с 100 МГц (Кат. 5) 100 м 600 МГц 40 м 10 Гбит/с 500 МГц (Кат. 6A) 100 м Планируется 4…5 ГГц 15 м .. ..