KNX dla profesjonalisty cz. 12 – Warstwa fizyczna – topologia sieci

WARSTWA FIZYCZNA

Topologia sieci

Wszystkie urządzenia systemu KNX są równoważne w swoich prawach dostępu do magistrali. Oznacza to, że nie ma centralnej jednostki zarządzającej komunikacją lub jakimikolwiek innymi funkcjami w kategorii „master” – „slave” – system KNX jest rozproszony. Jak już zostało powiedziane powyżej system ten opiera się na topologii typu magistrala. Oznacza to, że istnieje linia centralna, do której podłączane są równolegle wszystkie urządzenia. Urządzenia w ramach jednej linii logicznej mogą być przyłączane również do odnóg linii rozumianej jako fizyczny przewód. Dzięki temu struktura ta może przypominać strukturę drzewiastą. Umożliwia to ograniczenie długości połączeń kablowych w instalacji. Zabronione jest jedynie łączenie instalacji w pierścienie. Zielone przewody KNX instalowane są zazwyczaj równolegle do instalacji elektroenergetycznej budynku.

Podstawową jednostką instalacji KNX jest linia. Najbardziej elementarny układ składa się z linii, zasilacza, sensora i aktora. Do linii można podłączyć maksymalnie 64 urządzenia KNX poza zasilaczem. W wypadku dużego poboru mocy na linii istnieje możliwość podłączenia  drugiego zasilacza. Nie zmniejsza on ilości możliwych do zainstalowania urządzeń w linii. Jeden taki segment może posiadać maksymalnie dwa zasilacze oddalone od siebie o co najmniej 200m wzdłuż linii – ograniczenie to jest spowodowane maksymalną obciążalnością dławika. Ze względu na tłumiące oddziaływanie przewodu i opóźnienia wynikające z pojemności elektrycznej linii istnieją ograniczenia co do długości linii. Długość całej linii nie może przekraczać 1000m, zaś maksymalne odległości pomiędzy elementami w linii nie powinny przekraczać 700m. Zalecane jest umieszczanie zasilacza w punkcie centralnym linii.

Linię można rozbudować o maksymalnie dodatkowe trzy segmenty. W tym celu należy zainstalować odpowiednią do ilości dodanych segmentów ilość sprzęgieł. W takich warunkach każde sprzęgło pracuje jako repetytor liniowy. Linia może zawierać wtedy maksymalnie liczbę 64 urządzeń pomniejszoną o ilość repetytorów liniowych – każdy repetytor liniowy traktowane będzie jako urządzenie magistralne. Każdy z dołączonych segmentów może zawierać maksymalnie 64 urządzenia. Również każdy z segmentów powinien spełniać rygory długości linii opisane w poprzednim akapicie. W takim układzie łączna liczba urządzeń w linii rozbudowanej o segmenty może wynieść maksymalnie 252. W zdecydowanej większości jest to wartość wystarczająca do automatyzacji budynku jednorodzinnego.

W przypadku potrzeby rozbudowania sieci linie takie można łączyć ze sobą w obszar. Wtedy linie wraz z segmentami nazywane są wtórnymi, zaś łącząca je linia jest linią obszarową. Do linii obszarowej możliwe jest podłączenie maksymalnie 15 linii wtórnych przy pomocy sprzęgieł. Wtedy to sprzęgła pełnią funkcję sprzęgła liniowego. Linia obszarowa również musi posiadać swój własny zasilacz odpowiednio dobrany do poziomu poboru mocy urządzeń, przy czym sprzęgła liniowe zasilane są od strony linii wtórnej. Do linii obszarowej poza sprzęgłami możliwe jest podłączanie standardowych urządzeń KNX. W przypadku podłączonych 15 sprzęgieł liniowych linia obsłuży maksymalnie 49 urządzeń – utrzymana zostaje zasada 64 urządzeń w linii. Zatem maksymalna ilość urządzeń podłączonych do systemu wynosić będzie: 252 * 15 + (64 – 15) = 3829. Jest to ilość w zupełności spełniająca potrzeby instalacji w dużym pensjonacie lub przeciętnej wielkości hotelu.

Kolejnego rozbudowania sieci dokonuje się poprzez połączenie linii obszarowych linią główną. Linia główna również musi posiadać własny zasilacz i maksymalna ilość linii obszarowych spiętych linią główną również wynosi 15. Linie obszarowe łączone są z linią główną poprzez sprzęgło obszarowe. W linii głównej możliwe jest dołączanie standardowych urządzeń KNX w liczbie nie przekraczającej 64 pomniejszonej o ilość sprzęgieł obszarowych. Jest to maksymalna rozbudowa ilościowa systemu KNX. Łączna maksymalna ilość urządzeń w sieci wynosi 15 * 3829 + (64 – 15) = 57484. Ponad 57 tysięcy urządzeń w jednej sieci umożliwiłoby automatyzację większości dużych hoteli i placówek publicznych. Instalacje KNX mimo przedstawionych możliwości nie są rozbudowywane do takich rozmiarów ze względu na relatywnie małe prędkości przesyłu danych w sieci i możliwość jej zablokowania. W każdym większym projekcie instalacyjnym dla zwiększenia przepustowości sieci korzysta się poprzez bramki KNX/IP z sieci IP spełniającej funkcje linii obszarowej.

Maciej Turski