Single Pair Ethernet sparar tid och pengar
En revolutionerande teknologi för framtidens IIoT
Ethernet-kabel med ett ledarpar, så kallad Single Pair Ethernet-kabel, kan reducera installationstiden med upp till 75%. Single Pair Ethernet förväntas bli det självklara valet när det gäller dataöverföring inom industrin de kommande åren. Men vad innebär egentligen SPE-teknologin och på vilket sätt skiljer den sig från traditionell Ethernet?
Vad betyder Single Pair Ethernet (SPE) och hur skiljer det sig från traditionellt Ethernet?
Single Pair Ethernet är inte bara en av många nya standarder för datakablar, utan ett komplett ekosystem av komponenter för sömlösa nätverk inom industrin.
Single Pair Ethernet-kablar är kopparkablar som endast innehåller ett tvinnat par som används för dataöverföring, till exempel i industriella applikationer. De konventionella Ethernet-kablarna från LAN-sektorn eller industriella Ethernet-kablar använder dock två eller fyra ledarpar, beroende på överföringshastigheten.
Ethernetkablar med ett ledarpar är därmed tunnare, lättare, billigare och enklare att installera än traditionella alternativ. De är speciellt designade för att vara slimmade och enkla att ansluta. Jämfört med fyrparskablar minskar arbetsinsatsen med cirka 75 procent vid användning av enparskablar – en enorm besparing i tid och pengar.
Ethernetkablar med ett ledarpar är dessutom lika robusta som konventionella industri-Ethernetkablar. Enparsvarianten har även fördelen att kablarna kan täcka betydligt större avstånd än fyrparskablar, som är standardiserade för maximalt 100 meter. Därmed når Single Pair Ethernet-kablar även platser i produktionshallen som är svåra att nå på annat sätt. Även om överföringshastigheten sjunker till 10 Mbit/s, är det mer än tillräckligt för till exempel bussystem. Det viktigaste är hög lokal täckning med ett enda nätverk.
Ytterligare en fördel är kablarnas tunna diameter, som också löser ett växande dilemma; fler och fler kablar måste få plats i allt mindre enheter. På samma sätt som en tunn surfplatta har bättre prestanda idag än vad klumpiga stationära datorer hade för några år sedan, blir elektroniken i maskiner allt mindre, mer kraftfull och i allt högre grad ansluten till nätverk.
Varför utvecklades Single Pair Ethernet?
SPE-kablar är designade för Industry 4.0 och Industrial Internet of Things (IIoT). Denna moderna teknik kräver enhetlig nätverksinfrastruktur över alla nivåer och system, samt dataöverföring i realtid.
Det klassiska Ethernet, som redan förbinder alla de övre skikten i automationspyramiden, är ofta olämpligt för att ansluta till den lägsta fältnivån, eftersom kablarna är överdimensionerade och anslutningen är komplex.
Detta är anledningen till att konventionella fältbussar fortfarande har fördelar jämfört med standard-Ethernet inom dessa områden. De används för att styra utbytet av information mellan sensorer och ställdon med kontrollnivån (PLC).
Målet är att ersätta dessa BUS-system med Single Pair Ethernet-system så snart som möjligt.
Fördelar med Single Pair Ethernet:
Byte av fältbussar till framtidssäkrat Single Pair Ethernet-system
Standardisering av teknik i IP-baserade nätverk, från sensor till ERP eller molnet, en fördel för smarta fabriker
Miniatyrisering av kablar sparar både material och kostnader, och har effekt på vikt och utrymmesbesparande design. Utrymmet spelar en viktig roll, särskilt när det kommer till nätverkssensorer och ställdon
Single Pair Ethernet-kabel möjliggör mycket snabbare och enklare installation på plats och minskar risken för installationsfel
Kostnadseffektivitet tack vare elimineringen av ytterligare gateways som tidigare har använts för att ansluta fältbussar till standard-Ethernet. Vid användning av Ethernet med ett ledarpar kan fältnivån anslutas utan dessa översättare
SPE använder PoDL (Power over Data Line) för att försörja terminalenheter med upp till 50 W via datalinjen. Kan jämföras med PoE som redan har bevisat sin funktion i dagens Ethernet
Öppen standard med kompatibla kabelkomponenter är lämplig för universell användning inom hela automationsbranschen.
Vad är nästa steg inom SPE?
För att säkerställa att den nya tekniken når ut till fabriker så snabbt som möjligt, behövde enhetliga kommunikationsprotokoll tas fram. Detta arbete har nu slutförts. Protokollstandarder enligt IEEE 802.3 definierar de tekniska villkoren för Single Pair Ethernet-överföringar i industriella applikationer; industriella kontaktinterface "T1 Industrial Style" är standardiserade av IEC 63171-6.
| SPE-standard | Överföringshastighet | Kabellängd "point-to-point" | |
|---|---|---|---|
| skärmad | oskärmad | ||
| IEEE 802.3ch | 2.5/5/10 Gbit/s | 15 m | - |
| IEEE 802.3bp | 1 Gbits/s | 40 m | 15 m |
| IEEE 802.3bw | 100 Mbit/s | 40 m | 15 m |
| IEEE 802.3cg | 10 Mbit/s | 1 000 m och längre | - |
IEEE 802.3-gruppen har definierat standarder för olika användningsområden för SPE.
_________________________________________________________________________________________________________________________________________
Single Pair Ethernet är ett nytt och revolutionerande sätt att bygga enkla nätverk med låga datahastigheter.
LAPP är tidigt ute på marknaden och kommer att lansera en ny familj med flera Single Pair Ethernet-kablar.
Först ut är ETHERLINE® T1 Y FLEX, för sporadiska rörelser. Versioner för släpkejda och för fast installation kommer också att lanseras inom kort.
_________________________________________________________________________________________________________________________________________
LAPP är medlem i SPE Industrial Partner Network, ett konsortium av välkända företag som vill hjälpa SPE-tekniken att nå ett genombrott.
Partnernätverket syftar till att skapa en integrerad SPE-infrastruktur: Den innovativa tekniken är inte bara avsedd att garantera tillförlitliga överföringar, utan också tillhandahålla standardiserade gränssnitt och systemkomponenter. Grunden har redan lagts genom upprättande av standarder och nära samarbete med internationella standardkommittéer.
_________________________________________________________________________________________________________________________________________
