Cấu trúc mạng và kỹ thuật truyền dẫn
Hai phương tiện truyền dẫn được sử dụng trong Foundation Fieldbus là cáp điện và
cáp quang. Phần trình bày dưới đây chỉ đề cập tới cấu trúc mạng và kỹ thuật truyền dẫn
liên quan tới cáp điện. Chiều dài tổng cộng tối đa cho phép trong một đoạn mạng phụ thuộc vào loại cáp
truyền. Có 4 loại cáp truyền được đặt tên là A, B, C và D theo thứ tự chất lượng từ cao
đến thấp. Bảng 4.9 liệt kê kích cỡ và chiều dài tổng cộng tối đa của một đoạn mạng đối
với từng loại cáp. D là loại cáp trơn nhiều lõi có một vỏ bọc chống nhiễu bên ngoài, có
chất lượng thấp nhất nên hầu như không được sử dụng. C là loại cáp đôi dây xoắn một
hoặc nhiều lõi không có bọc lót chống nhiễu, có thể sử dụng trong một số lĩnh vực ứng
dụng ít nhiễu và khoảng cách truyền ngắn. Loại B tương tự như C, nhưng có bọc lót
chống nhiễu cho từng đôi dây. Loại A lượng cao nhất, chính là đôi dây xoắn STP một
lõi.
Foundation Fieldbus hỗ trợ các cấu trúc mạng khác nhau như đường trục/đường
nhánh, daisy-chain và hình sao (Hình 4.13). Trong nhiều trường hợp cũng có thể sử
dụng cách ghép nối điểm-điểm, tuy nhiên cách này không mang nhiều lợi ích của một
hệ bus trường.
Trong cấu trúc đường trục/đường nhánh, đường nhánh (được gọi là spur) có thể có
chiều dài từ 1-120 mét, tùy theo số lượng thiết bị tham gia. Ví dụ, với số trạm từ 1-12
thì chiều dài đường nhánh có thể là 120 mét, nhưng với số trạm từ 25 trở lên đường
nhánh chỉ được phép dài tối đa 1 mét.
Số trạm cho phép trong một đoạn mạng phụ thuộc vào các yếu tố như công suất
nguồn, tiêu hao công suất ở các thiết bị và loại cáp truyền, tuy nhiên không vượt quá 32 nếu không sử dụng bộ lặp. Có thể sử dụng tối đa 4 bộ lặp, cho phép tăng khoảng cách
truyền tối đa lên tổng cộng 9500 mét và nâng tổng số trạm trong toàn mạng lên 240.
Để thích hợp với các ứng dụng trong công nghiệp chế biến, đặc biệt trong môi trường
dễ cháy nổ, các tín hiệu truyền được mã hóa theo phương pháp Manchester. Bit 1 ứng
với sưòng xuống và bit 0 ứng với sườn lên của tín hiệu ở giữa một chu kỳ bit. Bên gửi
và bên nhận có thể đồng bộ nhịp cho từng bức điện dựa vào chính tín hiệu mang thông
tin, vì thế chế độ truyền ở đây là đồng bộ. Một trạm phát cũng có thể lợi dụng đặc tính
triệt tiêu dòng một chiều của phương pháp mã hóa bit này để cung cấp nguồn nuôi cho
các thiết bị khác trên cùng đường truyền. Điện áp nguồn nuôi DC có thể từ 9-32 Volt,
nhưng công suất bị hạn chế trong các ứng dụng yêu cầu an toàn cháy nổ. Với dòng đầu
ra của bộ phát ±10mA, mức tín hiệu mang thông tin dao động trong phạm vi 0,75 - 1,0
V. Hình 4.14 minh họa các mức tín hiệu trong mạng Foundation Fieldbus.
