DIN EN 61158-2-2015 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 2 Physical layer specification and service definition (IEC 61158-2 2014) English version EN 6.pdf

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1、Februar 2015DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEPreisgruppe 52DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS

2、35.100.10; 35.160!%e)“2276606www.din.deDDIN EN 61158-2Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 2: Spezifikation und Dienstfestlegungen des Physical Layer(Bitbertragungsschicht)(IEC 61158-2:2014);Englische Fassung EN 61158-2:2014, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks Fieldbus specif

3、ications Part 2: Physical layer specification and service definition(IEC 61158-2:2014);English version EN 61158-2:2014, only on CD-ROMRseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 2: Spcification et dfinition des services de la couche physique(CEI 61158-2:2014);Version

4、anglaise EN 61158-2:2014, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61158-2:2011-09Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 508 SeitenDIN EN 61158-2:2015-02 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2014-08-21 angenommene Eur

5、opische Norm als DIN-Norm ist 2015-02-01. Fr DIN EN 61158-2:2011-09 besteht eine bergangsfrist bis 2017-08-21. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61158-2:2013-01. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium K 956 Feldbus“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Ele

6、ktronik Informationstechnik in DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom SC 65C Industrial networks“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (stability date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website un

7、ter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine N

8、orm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf

9、die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC

10、bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. Das Prsidium des DIN hat mit Prsidialbeschluss 1/2004 festgelegt, dass DIN-Normen, deren Inhalt sich auf internationale Arbeitsergebnisse der Informationsverarbeitung grndet, unter bestimmten Bedingungen allein in englischer Sprache

11、 verffentlicht werden drfen. Diese Bedingungen sind fr die vorliegende Norm erfllt. Da sich die Benutzer der vorliegenden Norm der englischen Sprache als Fachsprache bedienen, wird die Englische Fassung der EN 61158-2 verffentlicht. Zu deren Abschnitt 1, der den Anwendungsbereich festlegt, und Absch

12、nitt 3, der die Begriffe festlegt, wurde eine bersetzung angefertigt und als informativer Nationaler Anhang NA der vorliegenden Norm hinzugefgt. Fr viele der verwendeten Begriffe existieren keine gebruchlichen deutschen Benennungen, da sich die deutschen Anwender in der Regel ebenfalls der englische

13、n Benennungen bedienen. Diese Norm steht nicht in unmittelbarem Zusammenhang mit Rechtsvorschriften und ist nicht als Sicherheitsnorm anzusehen. Das Original-Dokument enthlt Bilder in Farbe, die in der Papierversion in einer Graustufen-Darstellung wiedergegeben werden. Elektronische Versionen dieses

14、 Dokuments enthalten die Bilder in der originalen Farbdarstellung. nderungen Gegenber DIN EN 61158-2:2011-09 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Spezifikation fr Typ 20 in 3.12, 4.1.11, 4.2.11, 5.12, Abschnitt 34 und Anhang T hinzugefgt; b) Spezifikation fr Typ 24 in 3.11, 4.2.10, 5.11, 6.9, 9

15、.12, Abschnitt 33 und Anhang S hinzugefgt; c) den Inhalt des Abschnitts 17, also die Spezifikation fr die funkgesttzte Zugangsschnittstelle, entfernt; 2 DIN EN 61158-2:2015-02 d) den Inhalt des Abschnitts 25, also die Spezifikation fr die Busanschaltung mit EIA 232, gestrichen; e) RS232 Media Spezif

16、ikation fr Typ 4 wurde entfernt, weil sie nicht mehr verwendet wird. Frhere Ausgaben DIN EN 61158-2: 1994-10, 2005-05, 2008-09, 2011-09 DIN 19245-1:1991-04 DIN 19245-2:1991-04 DIN EN 61158-2/A1:1996-09 DIN EN 50170/1:1997-07 DIN EN 50170/2:1997-07 DIN EN 50170/3:1997-07 DIN EN 61158-2/A2:1997-09 DIN

17、 EN 50254:1999-07 DIN EN 61491:1999-11 DIN EN 50170/A2:2000-08 DIN EN 50170/A1:2002-11 DIN EN 50170/A3:2002-11 Nationaler Anhang NA (informativ) 1 Anwendungsbereich Dieser Teil der IEC 61158 legt Anforderungen fr Feldbus-Gerteteile fest. Ebenfalls beschreibt dieser Teil die ntige Medien- und Netzwer

18、k-Konfigurationsanforderungen zur Sicherstellung der festgelegten Ebenen von Datenintegritt vor der Data-Link-Layer Fehlerprfung, Interoperabilitt zwischen Gerten im Physical-Layer. Der Feldbus Physical-Layer entspricht dem Layer 1 des OSI 7-Layer-Modells, wie in ISO 7498 definiert, mit Ausnahme, da

19、ss fr einige Typen die Rahmenbegrenzer im Physical-Layer sind, whrend fr andere Typen diese im Data-Link-Layer sind. 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach ISO/IEC 7498 und die folgenden Begriffe. 3.1 Gemeinsame Begriffe ANMERKUNG Viele Definitionen sind fr mehr als ei

20、nen Protokolltyp blich; sie werden nicht zwangslufig von allen Protokolltypen verwendet. 3.1.1 Aktivitt (en: activity) an den Eingangsanschlssen eines Feldbus-Gertes vorhandenes Signal oder Rauschen, dessen Pegel ber dem Schwellenwert des Empfngersignalpegels dieses Gertes liegt 3.1.2 Schutzeinricht

21、ung (en: barrier) physikalische Einheit, die den Strom oder die Spannung in einem Gefahrenbereich begrenzt, um die spezi-fischen Sicherheitsanforderungen zu erfllen 3 DIN EN 61158-2:2015-02 3.1.3 Bit (en: bit) Dateneinheit, die aus einer 0 oder 1 besteht Anmerkung 1 zum Begriff: Ein Bit ist die klei

22、nste Dateneinheit, die bertragen werden kann. 3.1.4 Bus (en: bus) Verbindungsleitung und alle Gerte, die daran angeschlossen sind 3.1.5 Schnittstellensteckverbinder der Kabelanlage (en: cable plant interface connector) CPIC Punkt, an dem Prf- und Konformittsmessungen durchgefhrt werden und welcher d

23、ie Schnittstelle zwischen dem Gert im Netz und der Kabelanlage ist 3.1.6 Datenbermittlungselement (en: communication element) Teil eines Feldbus-Gertes, welches mit weiteren Elementen Daten ber den Bus austauscht 3.1.7 Steckverbinder (en: connector) Kopplungseinrichtung, die zum Verbinden des Medium

24、s eines Kreises oder Datenbermittlungselements mit dem eines anderen Kreises oder Datenbermittlungselements angewendet wird 3.1.8 Koppler (en: coupler) physikalische Schnittstelle zwischen der Hauptverbindungsleitung und einer Abzweigleitung oder zwischen Hauptverbindungsleitung und Gert 3.1.9 Daten

25、bermittlungseinrichtung DE (en: Data Communications Equipment, DCE) Verkrperung des medien-, modulations- und kodierungsabhngigen Anteils eines an den Feldbus ange-schlossenen Gerts, welche innerhalb des Gerts die unteren Teile des Physical Layers umfasst 3.1.10 Datenendeinrichtung DEE (en: Data Ter

26、minal Equipment, DTE) Verkrperung des medien-, modulations- und kodierungsabhngigen Anteils eines an den Feldbus ange-schlossenen Gerts, welche den obersten Teil der Bitsicherungsschicht und alle hheren Schichten innerhalb des Gerts umfasst 3.1.11 Dezibel (Milliwatt) dB(mW) (en: decibel (milliwatt),

27、 dB(mW) logarithmische Einheit der Leistung, bezogen auf 1 mW PdBm = 10 log (PmW) Anmerkung 1 zum Begriff: Auch geschrieben als dBm. 4 DIN EN 61158-2:2015-02 Anmerkung 2 zum Begriff: Wenn PmW die gemessene Leistung in mW ist, dann ist PdBm die logarithmisch in dB(mW) oder quivalent in dBm angegebene

28、 Leistung. 3.1.12 Trennzeichen (en: delimiter) Kennzeichen, welches die Datenteile voneinander abgrenzt 3.1.13 Gert (en: device) an den Feldbus angeschlossene physische Instanz, die aus mindestens einem Datenbermittlungselement (dem Netzelement) besteht und die ein Steuerungselement und/oder ein Abs

29、chlusselement (Wandler, Schalt- und Stellgert usw.) enthalten darf Anmerkung 1 zum Begriff: Ein Gert darf mehr als einen Knoten enthalten. 3.1.14 eingekoppelte Wirkleistung (en: effective launch power) mit einem Sender in den Kern eines Lichtwellenleiters eingekoppelte Wirkleistung Anmerkung 1 zum B

30、egriff: Diese Leistung wird mit einer Standardprffaser gemessen, die an den CPIC angeschlossen ist. 3.1.15 Wirkleistung (en: effective power) die in dBm angegebene Differenz zwischen der gemessenen absoluten optischen Leistung in Milliwatt am zeitlichen Mittelpunkt des Hi-Pegels zur gemessenen absol

31、uten optischen Leistung in Milliwatt am zeitlichen Mittelpunkt des Lo-Pegels Anmerkung 1 zum Begriff: Im Gegensatz zu herkmmlichen Messungen, wie Spitzen- oder Durchschnittsleitung, wird an-genommen, dass die Wirkleistung eine genauere Messung der Bedingungen zulsst, durch welche die Empfnger beein-

32、flusst werden.Die Messverfahren fr die Wirkleistung sind Gegenstand weiterer Untersuchungen. 3.1.16 Fehler (en: error) Nichtbereinstimmung zwischen einem berechneten, beobachteten oder gemessenen Wert oder Zustand und dem festgelegten oder theoretisch richtigen Wert oder Zustand 3.1.17 Extinktionsve

33、rhltnis (en: extinction ratio) Verhltnis der in Milliwatt gemessenen absoluten optischen Leistung am zeitlichen Mittelpunkt des Hi-Pegels zu der in Milliwatt gemessenen absoluten optischen Leistung am zeitlichen Mittelpunkt des Lo-Pegels Anmerkung 1 zum Begriff: Im Folgenden wird ein Beispiel fr die

34、 Berechnung der Wirkleistung und des Extinktions-verhltnisses gegeben. Wenn der Mittelpunkt des Hi-Pegels mit dem Ergebnis 105 W gemessen wurde und wenn der Mittelpunkt des Lo-Pegels mit dem Ergebnis 5 W gemessen wurde, dann betrgt die Differenz 100 W. Die Wirkleistung betrgt 10 log(100 W) / 1 mW) =

35、 10,0 dBm. Das Extinktionsverhltnis betrgt (105/5), dies entspricht 21 : 1. 3.1.18 Lichtwellenleiter-Kabel LWL-Kabel (en: fiber optic cable) Kabel, welches einen oder mehrere Lichtwellenleiter enthlt und welches mit einem Mantelwerkstoff verse-hen ist, welches die Handhabung erleichtert und die Lich

36、twellenleiter schtzt 5 DIN EN 61158-2:2015-02 3.1.19 optischer Empfnger LWL-Empfnger (en: fiber optic receiver) Kombination aus optischen und elektronischen Bauelementen im Datenbermittlungsgert, die das optische Signal aufnimmt, welches vom Datenbermittlungsgert ber den CPIC empfangen wurde 3.1.20

37、Betriebsbereich des optischen Empfngers Betriebsbereich des LWL-Empfngers (en: fiber optic receiver operating range) Bereich der optischen Leistung, der am CPIC vorhanden sein muss, damit die Spezifikationen zur Bitfehler-quote eingehalten werden 3.1.21 optischer Sender LWL-Sender (en: fiber optic t

38、ransmitter) Einrichtung, die optische Signale emittiert, welche sich in einem Lichtwellenleiter durch den CPIC ausbreiten 3.1.22 Lichtwellenleiter LWL (en: fiber optic waveguide) flexible, optisch durchlssige Ader, die zum Transport optischer Signale von einem geografischen Punkt zu einem anderen ge

39、ografischen Punkt verwendet wird 3.1.23 Rahmen (en: frame) Gruppe von aufeinander folgenden Bit-Zeitschlitzen, in der die Position jedes Bit-Zeitschlitzes durch Bezug auf ein Rahmungssignal genau bestimmt werden kann 3.1.24 Eigensicherheit (en: intrinsic safety) Entwurfsmethodik fr eine Schaltung od

40、er Gruppe von Schaltungen, in der unter normalen Betriebsbe-dingungen und unter festgelegten Fehlerbedingungen jeder Funken oder Wrmeffekt nicht in der Lage ist, unter festgelegten Prfbedingungen die Zndung einer bestimmten explosionsfhigen Atmosphre zu verur-sachen 3.1.25 Trennung (en: isolation) p

41、hysikalische und elektrische Anordnung der Teile eines Signalbertragungssystems, mit der elektrische Strstrme innerhalb oder zwischen den Teilen verhindert werden 3.1.26 Dauerbelegung (en: jabber) ununterbrochene bertragung auf einem Medium aufgrund eines fehlerhaften Gertes 3.1.27 Jitter (en: jitte

42、r) Versatz der 50 %-bergangspunkte auf den Impulsflanken von ihrer idealen Position, fr den alle Ursachen in Frage kommen 6 DIN EN 61158-2:2015-02 3.1.28 Manchester-Codierung (en: Manchester encoding) Verfahren, mit dem getrennte Daten- und Taktsignale zu einem einzigen, selbstsynchronisierenden Dat

43、en-strom kombiniert werden knnen, der fr die bertragung auf einem seriellen Kanal geeignet ist 3.1.29 Medium (en: medium) Kabel, Lichtwellenleiter oder eine andere Einrichtung, mit der Kommunikationssignale zwischen zwei oder mehr Punkten bertragen werden Anmerkung 1 zum Begriff: In diesem Teil von

44、IEC 61158 wird Medien“ nur als Plural von Medium verwendet. 3.1.30 Netzwerk (en: network) alle Medien, Steckverbinder, Repeater, Router, Gateways und zugehrige Knoten-Datenbermittlungsele-mente, durch die eine bestimmte Gruppe von datenbermittelnden Gerten verbunden ist 3.1.31 Knoten (en: node) Endp

45、unkt eines Zweiges in einem Netzwerk oder ein Punkt, an dem sich ein Zweig oder mehrere Zweige treffen 3.1.32 aktiver LWL-Sternverteiler (en: optical active star) aktives Bauelement, in dem das Signal von einer Eingangsfaser empfangen, verstrkt und an eine grere Anzahl von LWL-Ausgangsfasern zurckge

46、sendet wird Anmerkung 1 zum Begriff: Resynchronisierung des empfangenen Signals ist freigestellt. 3.1.33 optische Abfallzeit (en: optical fall time) Dauer, die ein Impuls braucht, um von 90 % der Wirkleistung auf 10 % der Wirkleistung zu fallen, festgelegt als prozentualer Anteil des Nennwerts der B

47、itzeit 3.1.34 passiver LWL-Sternverteiler (en: optical passive star) passives Bauelement, in dem die Signale von den Eingangsfasern kombiniert und anschlieend unter den LWL-Ausgangsfasern aufgeteilt werden 3.1.35 optische Anstiegszeit (en: optical rise time) Dauer, die ein Impuls braucht, um von 10

48、% der Wirkleistung auf 90 % der Wirkleistung zu steigen, festgelegt als prozentualer Anteil des Nennwerts der Bitzeit 3.1.36 Scheitelwert der Emissionswellenlnge (en: peak emission wavelength) p Wellenlnge, bei der die abgestrahlte Lichtstrke am grten ist 7 DIN EN 61158-2:2015-02 3.1.37 Empfnger (en

49、: receiver) Empfangsschaltung eines Datenbermittlungselements 3.1.38 Repeater (en: repeater) aktives, auf dem Physical Layer arbeitendes Bauelement mit zwei Anschlssen fr ein vorgegebenes Medium, das alle Signale empfngt und erneut sendet, um die Entfernung zu vergrern und die Anzahl der Gerte zu erhhen, an die gltige Signale bertragen werden knnen 3.1.39 Segment (en: segment) Abschnitt des Ha