لایه فیزیکی پیشرفته
 | برای تأییدپذیری کامل این مقاله به منابع بیشتری نیاز است. (مارس ۲۰۲۱) |
لایهٔ فیزیکی پیشرفته اترنت (به انگلیسی: APL یا Advanced Physical Layer) یک لایهٔ فیزیکی برای فناوری ارتباطات اترنت را توصیف می‌کند که به ویژه برای نیازهای صنایع فرایندی توسعه یافته‌است. توسعه APL اترنت با توجه به نیاز به ارتباط در سرعتهای بالا و در مسافتهای طولانی، تأمین نیرو و سیگنالهای ارتباطی از طریق کابل‌های جفت پیچ خورده (۲ سیم) و همچنین اقدامات محافظتی برای استفاده ایمن تعیین شد.
APL اترنت علاوه بر بودن زیر مجموعه ای از استاندارد پرکاربرد اترنت و نیز طراحی ویژه برای کاربردهای صنعتی غالب، قدرت بالایی را برای عملکردهای قابل اطمینان فراهم می‌کند.
مدت طولانی است که اترنت به راه حل ارتباطی استاندارد در زمینه فناوری اطلاعات تبدیل شده‌است، در حالی که اترنت صنعتی توصیف رایج ای از انواع این استاندارد برای صنایع تولیدی و فرآوری است. APL اترنت پیوندها و لینک‌های گمشده را فراهم کرده و نیز ارتباطات اترنت یکپارچه را تا زمینهٔ ابزار دقیق گسترش می‌دهد.
ساختار
[ویرایش]به عنوان یک لایه فیزیکی، APL اترنت مستقل از هرگونه پروتکل یا ارتباطات پشته ای است و برای تصویب و کاربرد گسترده در اتوماسیون فرایند طراحی شده‌است.
| لایه OSI | پروتکل | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| ۷ | کاربرد | EtherNet / IP , HART-IP , OPC UA , PROFINET، http و … | |||
| ۶ | ارائه | ||||
| ۵ | جلسه | ||||
| ۴ | حمل و نقل | TCP، UDP | |||
| ۳ | شبکه | IP | |||
| ۲ | پیوند داده‌ای | CSMA / CD , IE , TSN و … | |||
| ۱ | فیزیکی | اترنت اترنت سریع اترنت گیگابیت شبکه بی‌سیم و … |
APL
اترنت | ||
اترنت به عنوان پایه ای برای APL
[ویرایش]APL اترنت یک اترنت خاص و تک جفت که بر اساس 10BASE-T1L تعریف شده در IEEE 802.3cg[۱] و با مقررات اضافی برای صنایع فرایندی است؛ بنابراین ارتباطات APL اترنت بخشی از، و کاملاً سازگار با IEEE 802.3 مشخصات اترنت است.
ارتباطات APL اترنت به ارتباط دو طرفه کامل ۱۰ مگابیت بر ثانیه از طریق یک کابل جفت پیچ خورده متکی است. این از تمام توپولوژی‌های عمده شبکه از جمله توپولوژی شناخته شده تنه و شاخه که به‌طور گسترده‌ای در صنایع فرایندی استفاده می‌شود، پشتیبانی می‌کند. حداکثر طول تنه (ترانک) ۱۰۰۰ متر در منطقه ۱، Div 2 است. حداکثر طول شاخه (اسپر) به عنوان ۲۰۰ متر در منطقه ۰، Div 1 است.
APL اترنت دارای تعدادی از پیشرفت[۲] به ویژه متناسب با نیازهای فرایند و سایر صنایع مانند ایمنی ذاتی است و نمایه‌های دور را برای منابع تغذیه اختیاری و حفاظت از مناطق خطرناک اضافه می‌کند.
ایمنی ذاتی
[ویرایش]ایمنی ذاتی یک نیاز حیاتی به ویژه در صنایع فرایندی در سراسر جهان که خواستار یک راه حل آسان برای کنترل و قدرت استفاده از ابزارهای دقیق در مناطق خطرناک هستند، است. به همین دلیل، ایمنی ذاتی اختیاری کاملاً در تعاریف استاندارد ارتباطی APL اترنت ادغام شده‌است.
در مشخصات فنی IEC TS 60079-47 ED1[۳] امنیت ذاتاً اترنت ۲ سیمه ذاتی تعریف خواهد شد.
سد ایمنی ذاتی یک مدار الکترونیکی در هر خروجی یا ورودی یک سوئیچ یا ابزار است. این سد از رسیدن انرژی الکتریکی قابل اشتعال به اتصال دهنده جلوگیری می‌کند. سد ایمنی ذاتی از از مدار ارتباطات (PHY) جدا است. این اصول طراحی تضمین می‌کند:
- تولیدکنندگان تراشه می‌توانند PHY موجود در بازار را در مقادیری که برای برنامه‌هایی که به ایمنی ذاتی احتیاج ندارند نیز در دسترس داشته باشند
- فروشندگان دستگاه‌ها می‌توانند به راحتی دستگاه‌هایی با ایمنی ذاتی بسازند
APL اترنت برای پشتیبانی آسان از برنامه‌ریزی، اعتبارسنجی، نصب، مستندسازی و اجرای عملکرد ذاتی ایمن ابزارهای دقیق در مناطق خطرناک طراحی شده‌است. این شامل جنبه‌های دیگر مداوم کار کردن روی کابل‌ها و ابزارهای فاقد اجازه گرم کار کردن است. کلیه محصولات مناسب دارای تاییدیه توسط یک نهاد اعلام شده هستند.
مشخصات نمایه درگاه (پورت)
[ویرایش]بخشی از استانداردهای APL اترنت[۳] شامل تعریف نمایه‌های پورت برای قابلیت همکاری در سناریوهای مختلف برنامه‌ها است. این شامل جنبه‌هایی مانند نوع قطعه، متمایز کردن تنه به تنه پورت از پورت شاخه به شاخه پورت است. سایر مشخصات به ویژگی‌های قدرت اشاره دارد، تفاوت بین پورت‌های منبع به بار و پورت‌های بدون نیرو به بدون نیرو. مفاد دیگر، تعریف طبقات قدرت است. این شامل محدودیت حداکثر ولتاژ منبع تغذیه و جریان تغذیه برای منبع تغذیه ایمن ذاتی است.
مباحث دیگری که در مشخصات مشخصات پورت مشخص شده‌است، قوانین سیم کشی، تعیین پین برای ترمینال‌ها و اتصالات و همچنین قوانین محافظ و اتصال به زمین است.
مطالعات اضافی
[ویرایش]- Spielmann, Benedikt (2020-03-04). "Ethernet to the Field of Process Plants / Sites". www.odva.org. Endress+Hauser Digital Solutions. Retrieved 2021-01-27.
منابع
[ویرایش]- ↑ IEEE Standards Association:802.3cg-2019 - IEEE Standard for Ethernet - Amendment 5:Physical Layer Specifications and Management Parameters for 10 Mb/s Operation and Associated Power Delivery over a Single Balanced Pair of Conductors available at https://standards.ieee.org/standard/802_3cg-2019.html
- ↑ "Advanced Physical Layer APL". Profinet International. 2018.
- ↑ ۳٫۰ ۳٫۱ International Electrotechnical Commission: IEC TS 60079-47 ED1: Equipment protection by 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet concept (2-WISE) to be published in 2020 by the IEC Workinggroup SC 31G