Přenos dat
Veškerý přenos dat mezi jednotlivými účastníky provozu na sběrnici probíhá formou telegramů, které musí obsahovat celou řadu údajů, jako:
  ▪ prioritu telegramu,
  ▪ skupinovou adresu (kód příkazu),
  ▪ parametry příkazu (příkaz k zapnutí nebo vypnutí, k nastavení hodnoty apod.),
  ▪ individuální adresu odesílatele (je potřebná pouze pro zobrazení telegramu pro diagnostické účely – pro vlastní komunikaci nemá význam),
  ▪ přenosové pole (obsahuje počet liniových spojek, jimiž má telegram projít),
  ▪ kontrolní pole.

Data jsou přenášena po témže páru vodičů, který je určen i pro napájení sběrnicových spojek. Data jsou v digitalizované podobě, namodulovaná na napájecí napětí:

Pro větší náhled kliknout.

Napěťový puls superponovaný na napájecím napětí představuje logickou „0“, zatímco logická „1“ je vyjádřena nulovým pulsem. Napěťový překmit na logické „0“ vzniká jako přechodový jev na tlumivce napájecího zdroje při ukončení pravoúhlého napěťového pulsu o délce 35 µs. Tlumivka umožňuje datový přenos, zabezpečuje oddělení střídavých hodnot od filtračních kondenzátorů v napájecím zdroji a nepřipustí tedy odfiltrování těchto dat. Přitom kapacita filtračních kondenzátorů musí být postačující k tomu, aby v dostatečné toleranci udržely výstupní napětí i po dobu krátkodobých výpadků síťového napětí, ke kterým běžně dochází po úderu blesků do vedení vn a vvn při bouřkách (automatické ochrany vypnou a opětovně zapnou). Kondenzátory proto zpravidla udrží napětí v postačující toleranci po dobu nejméně 200ms.

Pro přenos jednoho bitu informace je vyhrazena doba 104 µs.

Přenos informací
Jak jsme již uvedli, přenos dat probíhá formou digitalizovaných telegramů. Veškerý přenos informací vychází z decentralizovaného principu, u něhož není potřebná žádná řídicí jednotka. Každý účastník na sběrnici je vybaven sběrnicovou spojkou, jejímž úkolem je být neustále na příjmu a být připraven vysílat. Znamená to tedy připravenost podle aktuální potřeby přijímat a vysílat telegramy, týkající se činnosti aplikačního modulu s ní spojeného. V paměti sběrnicové spojky je uložen aplikační program tohoto aplikačního modulu. Po sběrnici současně probíhá komunikace a jsou také napájeny všechny sběrnicové spojky. Spotřeba jedné sběrnicové spojky smí být nejvýše 150mW, pokud je z ní napájen aplikační modul s diodami LED, spotřeba může vzrůst až na 200mW.

Pro větší náhled kliknout.

Vraťme se však k přenosu dat. Pro názornost znovu uveďme zobrazení logických stavů na sběrnici, namodulovaných na napájecím napětí:

Pro větší náhled kliknout.
 

Při příjmu signálu se na sekundárním vinutí transformátoru v přenosovém modulu sběrnicové spojky sečtou signály z obou primárních vinutí, takže na řídicí obvody sběrnicové spojky jsou přiváděny příslušné pulsy binárního telegramu. Vyskytne-li se na sběrnici poruchový signál (např. elektromagnetickou indukcí), na obou vodičích sběrnice může být jeho průběh např.:

Pulsy na obou vodičích se v rozdílovém transformátoru odečtou – v ideálním případě bude výsledkem nulový puls. Rozdílový transformátor na vstupech sběrnicových spojek tedy výrazně zvyšuje odolnost systému proti poruchovým signálům.

Teoretický průběh přenášených signálů by měl být pravoúhlý, ovšem vlivem indukčností transformátorů sběrnicových spojek a tlumivky v napájecím zdroji a také parazitních impedancí především sběrnicového vedení dochází k deformaci průběhu pulsů a také k přenosovému zpoždění. Náhradní schéma sběrnicového vedení:

Pro větší náhled kliknout.

Přenášené pulsy o vrcholové hodnotě napětí 5V jsou superponovány na stejnosměrné napájecí napětí 24V. Účastník, který vysílá telegram, generuje tedy pravoúhlé pulsy označené jako Uvýst. Během přenosu se vlivem parazitních impedancí vedení postupně deformují – viz průběh Usb. Na vstupu sběrnicové spojky, která příjímá telegram, může být průběh pulsů např. Uvst.

Pro větší náhled kliknout.

Řídicí obvody sběrnicové spojky však zaznamenají puls teprve při dosažení určité úrovně napětí, dané minimálním spínacím napětím Umin. S ohledem na deformaci signálu během přenosu tak nastane časový posun mezi náběžnou hranou výstupního napětí a okamžikem dosažení úrovně spínání vstupního napětí. Takto vzniká přenosové zpoždění t.

Telegramy používané pro přenos informací po sběrnici KNX/EIB využívají sériového digitálního kódování. Přenosová rychlost je 9,6 kbit.s-1. Znamená to, že pro přenos jednoho bitu je potřebná doba 104 µs. V závislosti na obsahu přenášené informace se mění celková délka telegramu. Přenos jednoho telegramu může trvat od přibližně 20ms až do asi 40ms. Nejdelších telegramů se vysílá jen velmi malý počet, takže průměrně dlouhý telegram se přenáší po dobu kolem 25ms. Za 1s tak lze ukončit přenos cca 40telegramů. Takováto komunikační rychlost není sice zdaleka postačující pro řízení technologických procesů v průmyslu apod., avšak pro řízení funkcí v budovách plně vyhovuje. Proto také jen výjimečně bývá akce požadovaná telegramem vykonána zpožděně, nejvýše o několik stovek ms.

S ohledem na topologické rozdělení systému do jednotlivých linií a oblastí, které jsou odděleny oblastními a liniovými spojkami nepropouštějícími telegramy do jiných linií, do nichž nejsou adresovány, může komunikace probíhat souběžně i v několika liniích. Také proto nedochází k výrazně velkým zpožděním při přenosu telegramů, i když mnohé z nich budou odeslány i čtyřikrát po sobě, jak je zabezpečeno komunikací již dříve zmíněným systémem CSMA/CA.

Literatura:
1. Materiály z www.knx.org
2. Studijní materiály asociace KONNEX
3. Archiv autora