Newsgroups: sfnet.tietoliikenne.tekniikka
Subject: Re: 10Base-T Ethernet puhelimen yl�taajuudelle
References: 
"Petri Krohn"  writes:

> Olen pitk��n kehitellyt eri ratkaisuja, joilla saadaan v�hint��n 10 Mbit/s
> Ethernet toimimaan tavallisessa puhelinkaapelissa.
> Osassa taloverkkokohteita olemme vet�neet puhelinkaapelin rinnalle uuden
> Cat5e-kaapelin vanhaan putkeen.
> Uudemmissa vuoden 1995 j�lkeen valmistuneissa kerrostaloissa on puhelin-
> verkossa k�ytetty 3-parista MHS 3 x 2 x 0,5 sis�asennuskaapelia. T�t� on
> menestyksellisesti k�ytetty Ethernet-taloverkon kaapelointina. 
> Ongelman muodostavat 1980-luvun ja 1990-luvun alun kerrostalot. N�iss� on
> vain 2-parinen MHS 1 x 4 x 0,5 puhelinkaapeli. 
> Kaikkia ei kuitenkaan saa luopumaan lankapuhelimesta. Tarvitaan siis jokin
> ratkaisu, jolla 10Base-T Ethernet saataisiin kulkemaan samoissa kahdessa
> parissa POTS-puhelimen kanssa samaan aikaan.
> 
> USA:n markkinoilla on saatavissa etherSPLIT -niminen ratkaisu.
> http://www.ethersplit.com/
> 
> T�ss� ratkaisussa Ethernetin kaksi kulkusuuntaa sijoitetaan tavalliseen
> tapaan kukin omalle puhelinparilleen. Puhelinsignaali kytket��n parien
> v�lille, siten ett� kumpikin puhelimen johtimista kytket��n yhteen
> Ethernet-parin johtimeen. Kytkenn�n molemmissa p�iss� on erotus- tai
> suodatusrasiat. K�sitykseni mukaan rasia sis�lt�� l�hinn� pari
> kondensaattoria, jotka est�v�t puhelimen korkeita tasaj�nnitteit�
> kulkeutumasta Ethernet-laitteisiin.

Oma arvaukseni on, ett� tuossa virityksess� k�ytett�isiin 
kahta muuntajaa (suunnilleen samanlaisia kuin Ethernet-korteissa) 
per rasia. Muuntajissa on toisessa puolessa keskiulostulo 
ja muuntajat on 1:1 muuntosuhteeltaan ja Ethernet-taajuuksille 
tehtyj�. Nuo ilman keskiulosottoa olevat muuntajan puolet 
kytket��n Ethernet-laitteisiin. Keskiulosotteisten k��mien 
uloimmat liit�nn�t liitet��n hiihin kahden puhelinparin 
johtimiin jotka menee talojakamosta huoneistoon. 
Sis��n tuleva puhelinlinja kytket��n jakamop��ss� noiden 
kahden muuntajan keskiulostuloon. Ja huoneistop��ss� puhelinrasia 
samalla tavalla keskiulosottojen v�lille. 

T�m� olisi perinteinen "phantom line" ratkaisu. Periaatteessa 
mit��n muota suodattimia yms. ei tarvittaisi, muuntaja erottaa 
ett� puhelinj�nnitteet ei mene Ethernet-laitteisiin ja 
suurtaajuudet ei mene pahemmin puhelinsignaaliin. 
Tarvittavat Ethernet-verkon muuntajat on edullisia massatuotteita, 
keskiulosotot ei ole mit��n erikoisuuksia nyky��n mm. PoE-tekniikan 
yleistyess�. Edell� kuvaamassani tekniikkassa toimintaidea 
on sama kuin samaa paria tehonsy�tt��n ja dataa k�ytt�v�ss� 
PoE-ratkaisussa, t�ss� vaan 48V sy�tt�j�nnitteen tilalla 
onkin puhelinlinjan signaalit. 

Simppeli ja elegenatti ratkaisu kun vaan saa sopivia muuntajia 
edullisesti jotain. Eik� mik��n kovin kookaskaan. 

Oletko saanut kyseisi� vehkeit� k�siisi ja tutkinut mit� 
oat sy�neet sis��ns�? Minua ainakin kiinnostaisi osuiko 
arvaukseni toiminnasta oikeaksi. 

> Puhelinjakamoon sijoitettavaksi tarkoitettu rasiamallinen suodatin
> soveltuisi sellaisenaan Suomessa k�ytett�v�ksi. Asunnon p��h�n tarkoitettu
> neliskanttinen "faceplate" -pistorasia ei sensijaan mitenk��n mahdu
> suomalaiseen py�re��n kojerasiaan.
> 
> Ongelmana t�ss� ratkaisussa on lis�ksi se, ett� puhelinsignaali ei en��
> kulje kierretyss� parissa. Seurauksena on ylikuulumien eri asuntojen
> puhelimien v�lill�. (Amerikkalaisten mielest� t�m� ei ehk� ole ongelma,
> koska sis�asennuskaapelina on muutenkin k�ytetty kierteet�nt� littajohtoa.)

Pit�nee paikkaansa... Kuinka tehokkaasti ylikuulumista tapahtuu 
riippuu sitten kaapeloinni rakenteesta. 

> Parempi ratkaisu olisi siis siirt�� puhelin- ja Ethernet-signaali samassa
> kierretyss� parissa. 

Tai sitten joku viritys jossa Ethernetin kummatkin signaalit siirret��n 
samassa johdossa. Tallaisiakin virityksi� on ainakin ollut joskus 
olemassa. Viimeisimm�t merkit ideasta on olleet virityksi� joissa 
75 ohmista koaksiaalikaapelia (vanha suora antennikaapeli, jossaa 
ei en�� kuljeteta antennisignaaleita) k�ytet��n 10 Mbit/s Ethernetin 
siirtoon. Kaapelinp�tk�n kumpaankin p��h�n baluunit joilla 
tehd��n 2-johto-4-johto muunnos ja sovitus eri impedanssien 
(75 ohm vs 100 ohm) v�lill� (balansoitu-ei-balansoitu muunnos 
menee suoraan tuolla baluunimuuntajalla). Baluunimuuntajalla 
saatii aikaan tarpeeksi iso l�pikuulumisvaimennus ett� l�hett�v� 
signaali ei l�pikuulu vastaanottoon jne... Kai saatu toimimaan 
jossain kun kerran joku tallaisia myi tuotteenakin ja muistaakseni 
ideaa esitteli IEEE:n yhdess� standardointity�ryhm�ss� ideana.

> Ethernet-k�ytt�� korkeita taajuuksia, signaalit voidaan
> siis vastaannottop��ss� erottaa samaan tapaan kuin ADSL:n ja HomePNA:n
> tapauksessa. (T�m� on itse asiassa helpompaa, koska Ethernetin taajuudet
> ovat huomattavasti ADSL:n taajuuksia korkeampia.
> Korkeat taajuudet siis suodatetaan puhelinhaarasta tavallisella ADSL/HomePNA
> "microfilter" -suodattimella. Suodatin t�ytyy sijoittaa l�helle haarakohtaa,
> jotta puhelinhaarasta ei tule heijastuksia.

Suurempia taajuuksia on helpompi suodatella kuin pienempi� koska on 
isompi taajuusero puhelinsignaaleihin. Jos suodatin on tehty vain 
ADSL-k�ytt��n minusta kysymysmerkiksi j�� ett� mik� on sellaisen suotimen 
suotimen taattu toiminta Ethernet-taajuuksilla. ADSL:n taajuusalue on
noin 25 kHz - 1.1 MHz, ja suodatin voi olla optimoitu vaan t�lle 
taajuusalueelle ja k�ytt�yty� signaaliessa jotka on kovasti t�m�n 
ulkopuolella miten sattuu. Jos suodatin on suunnitelt ADSL/HomePNA 
k�ytt��n, niin sitten toimivuuden voisi olla parempi, koska 
HomePNA:n 4-10 MHz taajuusalue menee jo 10Base-T:n taajuuksille.
Taajusalueanalyysi 10 Mbit/s signaali Manchester-koodattuna 
-> signaali asettunee p��osin 5-10 MHz taajuuskaistaille, toki 
mukana harmoonisia kun signaalit ei ole ihan siniaaltoa.

> Tasaviran ja 20Hz soittotaajuuden p��sy Ethernet-haaraan t�ytyy est��. T�h�n
> riitt�isi ilmeisesti kondensaattori erottamaan Ethernet-haaran
> puhelinhaarasta.
>  - Mik� on sopiva kondensaattorin kapasitanssi?

Pikaisella laskennalla 1 nF kondensaattori olisi noin 16 ohmia 10 MHz:lla
ja noin 32 ohmia 5 MHz:lla.
Samainen kondensaattori olisi noin 50 kilo-ohmia korkeimmilla 
puhetaajuuksilla ja enemm�n matalilla (500 kilo-ohmia @ 300 Hz). 
Soittoj�nnitetaajuuksilla t�m� olisi jo megaohmeja 20 Hz:lla...

Olisikohan joku luokkaa 4.7-10 nF sopiva arvaus kokeiltavaksi. 
Tuossa ei j�isi kondensaattorille montaa ohmia Ethernet-taajuuksilla 
mutta puhelintaajuuksilla impedanssi on tosi iso. 
Suodatusta voinee ehk� parantaa lis��m�ll� sopivan kelan joka 
oikosulkee Ethernet-systeemiin menevist� signaaleista turhan pienet 
taajuudet jos on tarpeen (voi olla ettei ole tarpeen,  
Ethernet-HUB:n muuntajasis��ntulo varmaan sy� matalia taajuuksia 
kovasti pois).

>  - Mik� on tarvittava j�nnitteenkesto?

Jotta kest�� soittoj�nnitteen pit�isi olla v�hint��n 250V. 
Jos haluaa kest�v�n puhelinverkon ylij�nniteet, niin kilovoltti 
tai pari olisi varmaan tarpeen. Muistelisin ett� luokkaa 1500-200VV olisi 
modeemeissa ja Ethernet-laitteissa k�ytetty eristysta, joten jos 
tuohon p��sisi niin varmaan olisi ainakin riitt�v�.

> Puhelinjakamo kytkenn�t lienee helppo tehd�. Kytkent��n voidaan k�ytt��
> tavallista ADSL-suodatinta. Ebay-huutokaupassa myyd��n Cisco-merkkisi�
> DSL-suodattimia hintaan US $1 / kpl.
> http://cgi.ebay.com/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=6708273739
> 
> Asunnon p��n kytkenn�t ovat hieman vaikeampia. Tarvittaisiin
> suodatinkokoonpano, joka voidaan etherSPLIT faceplaten tapaan sijoittaa
> pistorasian sis�lle suomalaiseen py�re��n kojerasiaan.

Onko rasian sis��n mahtuminen ehdoton edellytys ? 
Onko erillinen jakopurkki (mallia ADSL splitter) ihan mahdoton 
ratkaisu? 

Tuo suodatuksen taajuusero on sen verran (puhelin vs Ethernet) ett� 
suodattimen i tarvitse v�ltt�m�tt� olle kovin monimutkainen. 
Mallia pari kondensaattoria (ethernet), jokunen kela (puhelimen 
alip��st�/erotus on keloja + kondensaattori).

> Ongelmaa pohdittin jo aiemmassa s�ikeess� otsikolla  "Suodattavat
> pistorasiat..." alkaen viestist� news:[email protected]
> 
> Kokonaisuus koostuisi siis rasiarungosta jossa RJ45- ja RJ11-moduulit.
> Sis��n pit�isi my�s saada mahtumaan DSL-suodatin ja kondensaatorit.
> 
> Seuraavassa ascii-grafiikkaa on kuva asunnosta kytkimelle kulkevan
> Ethernet-parin kytkenn�st�. Toiseen suuntaan Ethernet-liikenne kulkee
> puhelinkaapelin vapaassa parissa ilman mit��n ylim��r�isi� kytkent�j�.
> 
> _______________________________________________
> 
>                             Tietokoneeseen (Tx)
>                                /----||---------
> Puhelinkeskukseen             / /---||---------
>      ________                / /  ________
> ----|Suodatin|----/----~~~--/-/--|Suodatin|----
> ----|________|---/-/---~~~---/---|________|----
>                 / /             Lankapuhelimeen
> ----------||---/ /
> ----------||----/
> Ethernet-kytkimeen (Rx)
> _______________________________________________
> 
> Selityksi�:
>  --||-- Kondensaattori suodatta tasavirran Ethernet-haarasta
>  -~~~- Kymmenien metrien puhelinkaapeli puhelinjakamolta asuntoon

Vaikuttaa ihan kehitt�misen arvoiselle idealle.

> (Jatkot ohjattu vain ryhm��n news:sfnet.tietoliikenne.tekniikka
> Jos jatko koskee asumista, ohjatkaa my�s ryhm��n s.k.asuminen)
> 
> -- 
> Petri Krohn
> Helsingin Alueverkkoyhdistys
> HelsinkiOpen  --  http://www.helsinkiopen.net
> 
> 
> 

-- 
Tomi Engdahl (http://www.iki.fi/then/)
Take a look at my electronics web links and documents at 
http://www.epanorama.net/