隨著數(shù)字化更深地融入我們生活的方方面面，不同設備和機器之間持續(xù)交換的數(shù)據(jù)量也在不斷增加。特別是在工業(yè)領域，傳統(tǒng)的通信技術開始達到極限，而以太網(wǎng)(本例中為工業(yè)以太網(wǎng))開始成為新的標準。借助以太網(wǎng)，可以在長達100米的距離內(nèi)實現(xiàn)千兆級的較高數(shù)據(jù)速率，如果使用光纖電纜，甚至能達到幾千米。

以太網(wǎng)是IEEE 802.3中規(guī)定的一種接口規(guī)范。以太網(wǎng)物理(PHY)層是IEEE 802.3的其中一個元素。它是一種收發(fā)器組件，用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)或以太網(wǎng)幀。在OSI模型中，以太網(wǎng)覆蓋第1層(物理層)和第2層(數(shù)據(jù)鏈路層)的一部分。

物理層指定電信號類型、信號速率、介質和連接器類型以及網(wǎng)絡拓撲。以太網(wǎng)PHY可以映射到該層中，如表1所示。

表1. OSI模型

PHY構成物理接口，負責對純數(shù)字系統(tǒng)和信號傳輸介質之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行編碼和解碼。因此，它代表著接口的數(shù)字連接層和電子連接層之間的橋梁。

數(shù)據(jù)鏈路層定義在介質上進行通信的方式，以及傳輸和接收消息的幀結構。這意味著，它定義著如何排列來自線路的位來從位流中提取數(shù)據(jù)。在以太網(wǎng)中，這稱為介質訪問控制(MAC)，它緊鄰著PHY，但在數(shù)據(jù)鏈路層中。MAC通常會集成到控制器或開關中。

PHY可以是分立元件，也可以集成到以太網(wǎng)控制器中。圖1的簡化框圖中顯示了所需的以太網(wǎng)組件和分立式PHY。

圖1. 以太網(wǎng)連接的簡化框圖。

如果設計必須采用分立式PHY，那么在選擇PHY時應牢記幾個標準。

選擇工業(yè)PHY時應考慮的幾個重要標準

在工業(yè)應用中，數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡必須能夠在較寬的溫度范圍內(nèi)保持高度可靠性并具有故障安全功能。所有組件均需如此。

1網(wǎng)絡周期時間

網(wǎng)絡周期時間是控制器收集和更新所連器件的數(shù)據(jù)所需的時間。具有低延遲的PHY可以縮短網(wǎng)絡周期時間，從而改善網(wǎng)絡更新時間，對于時間關鍵型應用，這一點至關重要。這樣一來，便可以將更多器件連接到網(wǎng)絡。

2抗干擾能力/穩(wěn)健性

工業(yè)應用中的工作環(huán)境通常都很惡劣。PHY會直接連接至或通過小型磁性元件連接至電纜，這些連接可能帶來干擾(輻射或傳導)，所以PHY必須要能夠耐受常見的外部條件。

CISPR 32、IEC 61000-4-2至IEC 61000-4-6等EMC標準可以作為衡量PHY規(guī)范的基準?？煽康腜HY有助于通過認證，以及避免通常較為繁瑣的重新設計工作。

3損耗和溫度范圍

用于工業(yè)應用的器件通常采用IP65/IP66等級的防塵和防潮保護，這限制了用于冷卻電子器件的氣流。同時，工業(yè)應用中的器件常常需要承受高溫環(huán)境。此外，在線形和環(huán)形拓撲中，通常需要使用兩個以太網(wǎng)連接，因此也就需要兩個PHY，這使得與數(shù)據(jù)輸入和輸出相關的PHY損耗翻倍。所以，應選擇具有低損耗的PHY，以更大限度地降低器件的自發(fā)熱。

4ADI公司的外部PHY

ADI公司在開發(fā)工業(yè)以太網(wǎng)PHY時非常重視各項工業(yè)要求，并推出了多款可靠的PHY，包括 ADIN1200 (10 Mbps/100 Mbps)、 ADIN1300 (10 Mbps/ 100 Mbps/1 Gbps)和 ADIN1100 (10BASE-T1L)，以補充和完善其工業(yè)以太網(wǎng)ADI Chronous產(chǎn)品系列。

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原文標題：【世說知識】一文帶你弄懂選擇以太網(wǎng)PHY時要注意的那些因素!

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審核編輯：湯梓紅