Konwersja połączenia szeregowego na światłowodowe z redundancją połączeń

W zastosowaniach profesjonalnych pozycja tego archaicznego interfejsu jest jednak zadziwiająco silna. Przyczyny są dość oczywiste - RS działa stabilnie, jest prosty w implementacji i tani. Trzeba jednak pamiętać, że interfejs szeregowy ma swoje ograniczenia. Maksymalny dystans transmisji dla RS-232 to 15 m, a dla RS-485 - 1,2 km. Odległość tę można łatwo wydłużyć do kilkudziesięciu kilometrów stosując konwertery RS/światłowód. Dodatkową zaletą stosowania tych ostatnich jest odporność światłowodu na zaburzenia elektromagnetyczne oraz korozję.

Większość konwerterów dostępnych na rynku działa w pierwszej warstwie protokołu i jest to korzystne, ponieważ dzięki temu wprowadzają opóźnienia w przesyłaniu danych rzędu pojedynczych mikrosekund. Dla porównania serwery portów RS/Ethernet wprowadzają opóźnienia od kilku do kilkudziesięciu milisekund. Rozważmy na przykład system poboru opłat na autostradzie, gdzie czujnik wyzwala kamerę, robiącą zdjęcia pojazdu, którego kierowca nie uiścił opłaty. Okazuje się, że przy połączeniu czujnika poprzez Ethernet trudno jest zrobić zdjęcie pojazdu jadącego z dużą prędkością. Konwertery sprzętowe rozwiązują ten problem, ale fakt, że działają w warstwie fizycznej powoduje trudności z tworzeniem zaawansowanych topologii połączeń. Większość konwerterów dostępnych na rynku umożliwia tworzenie połączeń punkt-punkt lub pierścień. Niestety pierścień tworzony jest z pojedynczych włókien światłowodowych, więc w przypadku przerwania go w dowolnym miejscu tracimy komunikację.

Aby zapewnić redundantną transmisję danych pomiędzy urządzeniami z interfejsem szeregowym inżynierowie firmy Antaira opracowali konwerter z podwójnym portem optycznym o symbolu STF-502C. Umożliwia on tworzenie połączeń: punkt-punkt, kaskadowych lub topologii redundantnego pierścienia. Topologia typu ring jest analogiczna jak w zarządzalnych switchach ethernetowych. W przypadku przerwania jednego z połączeń optycznych dane są przesyłane przez drugi port konwertera. Takie rozwiązanie daje użytkownikowi pewność, że nie straci łączności z newralgicznymi urządzeniami w sieci.

Poza redundantnymi połączeniami konwertery STF-502C oferują szereg dodatkowych zabezpieczeń. Port szeregowy jest m.in. wyposażony w zabezpieczenie przeciwprzepięciowe 8 kV ESD oraz optoizolację 2,5 kV. STF-502C mają redundantne zasilanie i przekaźnik alarmowy na wypadek utraty zasilania lub połączenia z siecią. Metalowa obudowa IP30 umożliwia im pracę w trudnych warunkach środowiskowych w temperaturach otoczenia od -40 do +75°C.

Zastosowanie dwóch portów optycznych zamiast jednego w tego typu konwerterach wprowadza nowe możliwości przy projektowaniu i budowie sieci RS-485. Dzięki temu, że są to konwertery w peł ni sprzętowe, mogą przesyłać dane z użyciem dowolnego protokołu. Konwertery praktycznie nie wprowadzają żadnych opóźnień, a przesyłane dane nie są w żaden sposób przetwarzane, jak to ma miejsce w przypadku konwerterów RS/Ethernet. Niektóre serwery portów mają możliwości sterowania pakowaniem danych z portu szeregowego - niestety funkcjonalność konwerterów RS/Ethernet bywa ograniczona, a ich stosowanie wymaga od użytkownika dość obszernej wiedzy. Konwertery sprzętowe, jakimi są STF-502C, są bardzo proste w obsłudze - wystarczy je odpowiednio połączyć i zasilać. W wielu zastosowaniach stanowią ciekawą alternatywę przy budowie sieci bazujących na RS-485.

Antaira Technologies
www.antaira.pl