Perché Ethernet ha così tanta fame?


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Stavo solo esaminando la scheda tecnica del controller Ethernet Microchip ENC28J60 e ho visto che la corrente operativa può essere alta fino a 180 mA durante la trasmissione e 120 mA tipica durante l'attivazione ma non la trasmissione. A 3,3 V stiamo parlando di 400 a 600 mW di potenza. A cosa serve tutto quel potere? È possibile implementare Ethernet "a bassa potenza" in qualche modo?

Risposte:


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La maggior parte della corrente è la corrente di riposo del driver di trasmissione. Se leggi il foglio dati , spiega che il driver di uscita sta affondando la corrente attraverso entrambi i lati del primario del trasformatore di trasmissione per tutto il tempo. I due resistori di terminazione da 49,9Ω rappresentano da soli 66 mA.

Quando attivo, il driver di trasmissione deve lanciare una quantità significativa di energia lungo il cavo, il che rappresenta la potenza aggiuntiva richiesta.

Il lato di ricezione del PHY assorbe anche una quantità non trascurabile di corrente, in particolare negli stadi analogici iniziali. Con tutti i vincoli in termini di guadagno e larghezza di banda, ridurre al minimo il consumo attuale non è una priorità.


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Ciò è dovuto principalmente al fatto che Ethernet non è uno standard mobile. Non è mai stato progettato per un consumo di energia ridotto (se si è cablati, si presume che tu abbia energia disponibile anche nelle vicinanze).

ENC28j60 è uno dei pochi nella sua classe. È una scheda Ethernet completa meno il jack magnetico (trasformatore). Un microcontrollore / host, ram, oscillatore di alta qualità e frequenza, controlli a led, mac ethernet e phy ethernet. Fondamentalmente tutto ciò che vedi su un'enorme scheda di rete del computer (ricordi quelli?). Ma è anche uno dei primi. Altri dispositivi della stessa classe hanno requisiti di corrente simili (esclusa la corrente del magjack / trasformatore). http://www.silabs.com/Support%20Documents/TechnicalDocs/CP2200.pdf http://www.micrel.com/_PDF/Ethernet/datasheets/ksz8851snl_ds.pdf http://www.marvell.com/transceivers/ beni / Marvell 88E3016--fast-Ethernet.pdf

Il più grande assorbimento di corrente in una modalità operativa è il PHY integrato. Mantiene attiva la connessione Ethernet. Finché è collegato un cavo (su entrambe le estremità ed entrambi i dispositivi sono accesi), il collegamento è attivo, 10baseT mantiene ± 2v su ciascuna coppia. Ecco come è stato progettato lo standard (IEEE 802.3), una connessione dati sempre attiva.

È possibile ottenere un basso consumo scegliendo un dispositivo migliore. Il CP2200 ha una corrente di trasmissione / inattiva di 75 / 60ma (esclusi i magjack). Il ksz8851snl ha 90 / 20ma. Ma entrambi notano che il trasformatore / magjack aggiungono altri 45ma di corrente.

D'altra parte, tutti questi hanno una corrente di standby / spegnimento relativamente bassa. Se hai bisogno di una Ethernet "a bassa potenza", allora vuoi gestire l'energia. Se non è necessario utilizzare Ethernet, si spegne l'intero dispositivo. Funziona alla grande per trasmettere solo progetti. Progetti in modalità di ricezione arbitraria, non tanto (host web ad esempio).


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Esiste un nuovo standard, Ethernet EEE: Energy Efficient Ethernet, 802.3az:

http://en.wikipedia.org/wiki/Energy-Efficient_Ethernet

Il principio è mettere il ricetrasmettitore (noto anche come PHY) in modalità a basso consumo se non c'è trasmissione per un po '.

Purtroppo, questo standard non è ancora ampiamente diffuso e non cambia la potenza dissipata durante le trasmissioni (un collegamento usato continuamente non entrerà mai nello stato di bassa potenza)


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Deve guidare il segnale abbastanza lontano ... da Wikipedia :

Se utilizzato per 10/100 / 1000BASE-T, la lunghezza massima consentita di un cavo Cat 6 è di 100 metri o 328 piedi. Si tratta di 90 metri (300 piedi) di solido cablaggio "orizzontale" tra il patch panel e il jack a parete, oltre a 10 metri (33 piedi) di cavo patch incagliato tra ciascun jack e il dispositivo collegato. Poiché il cavo a trefoli ha un'attenuazione maggiore rispetto al cavo solido, superare i 10 metri di cablaggio patch ridurrà la lunghezza consentita del cavo orizzontale.


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ciò non spiega 120mA mentre non trasmette ...
vicatcu,

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Ethernet sta trasmettendo continuamente, anche quando non ci sono dati da inviare. Da qui la piccola differenza (relativamente) tra l'assorbimento di corrente inattiva e l'assorbimento di corrente attiva.
collo lungo

@longneck Ethernet utilizza il senso dell'operatore, in che modo "trasmette continuamente"?
David

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Il senso del portatore in questo caso non significa segnale vs. nessun segnale. Significa segnale inattivo o non inattivo. Un collegamento Ethernet inattivo trasmette costantemente un segnale portante da entrambe le estremità. (Questo è vero per Ethernet punto-punto 1xBASE-T. Gli standard medi condivisi coassiali vecchi, non utilizzati fanno la cosa senza vettore.)
collo lungo
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