2-проводный интерфейс обмена

[Harry Lukoch]

Буду благодарен за любую информацию о возможных физических принципах построения 2-проводного (витая пара) интерфейса обмена инфой со скоростью 2,4 КБод в полудуплексном режиме на расстояниях до 1000 м с питанием по этим же проводам большого числа (1 - 100 шт.) ведомых шины (5 мА каждый): существующие стандарты, оригинальные разработки и идеи.
Конкретнее требования такие:
Ведущий абонент обеспечивает питанием постоянным напряжением 30 В всех ведомых по 2 проводам, которые одновременно являются и информационными. Количество ведомых может быть от 1 до 100. Каждый ведомый может потре***** с линии не более 5 мА. КЗ в одной точке линии не должно нарушать ее функционирование. Отсюда вытекает требование организации кольца. КЗ с обеих сторон должно аппаратно изолироваться в точках подключения ближайших ведомых. В этом случае кольцо просто разрывается без нарушения информационного обмена. Реакция системы на два КЗ – исключение из информационного обмена всех ведомых, находящихся между короткозамкнутых точек линии. Реакция системы на обрыв – кольцо также разрывается без нарушения информационного обмена. Схема, реализующая функцию изоляции линии, должна иметься в каждом ведомом и должна работать автономно по чисто аналоговому критерию. Смысл ее работы - разорвать линию со стороны КЗ от ведомого, либо в разрыв включить приемлемо высокое сопротивление.
Исполнительная часть ведомых уже существует. Она имеет выходные логические уровни состояния и входные логические уровни управления. Потре***ет она 150 мкА. Требуется добавить интерфейс и функцию изоляции, которую пока планирую реализовать на МОП-реле NECa типа PS710B, которые имеют сопротивление в открытом состоянии 0,05 Ом! и требуют минимального тока через светодиод 2 мА. Два таких оптрона для одного ведомого позволят реализовать изоляцию с обеих сторон. Выбор оптрона в качестве ключа связан с тем, что направление тока по плюсовому проводу кольцевого шлейфа, пока кольцо замкнуто, не определено для разных точек линии. Это направление зависит от падения напряжения на проводах линии. Падение может достигать 18 В. Ведущий на своих клеммах обеспечивает 30 В. Таким образом каждому ведомому гарантируется 12-30 В питания. Таким образом остается еще 1 мА для питания сетевого контроллера и всей схемы обеспечения интерфейса. Кроме того возможно удастся запитать эту схему током светодиодов последовательным соединением - напруги-то хватает. Так что вписаться в 5 мА по-моему реально. Короче идея есть, но нет уверенности в ее оптимальности в части выбора способов передачи информации и канального кодирования.
Детали пока не важны. Хотелось бы обсудить возможные способы передачи, реализуемые существующими приемопередатчиками.
Дифференциальный способ передачи (на подобие RS485), на мой взгляд, невозможен по причинам, связанным с ограничениями способа питания ведомых, при котором попытка согласовать линию потребует неприемлемо высокого потребления тока ведомыми при передаче ими. Кроме того, отсутствует независимый источник питания. Остаются два способа: 1) насаживание переменной гармонической ВЧ составляющей (информационной) на постоянную (питающую); 2) передача уровнями напряжения, которые также насаживаются на постоянную составляющую. А возможно кто-то предложит что-нибудь еще? Главный вопрос в том, какими средствами реализуется предлагаемый способ передачи.