什么是單對以太網(SPE),它是如何在工業應用中使用的?
單對以太網最初的開發是為了滿足汽車行業的需求——更小、更輕的電纜和連接器,用于從自適應巡航控制、停車輔助、自動駕駛和其他車載系統中涉及的眾多傳感器傳輸數據。事實上,汽車應用所需的較低數據負載和較短距離非常適合早期SPE開發。
但隨著技術的發展,公司開始看到它在其他應用中的潛力——尤其是制造和樓宇自動化——并且開發了SPE工業合作伙伴網絡。該制造商協會提倡將單對以太網作為“建立IIoT的基礎”,并支持傳輸協議、布線和設備組件的標準。
工業應用中SPE的接口(連接)受IEC63171-6標準管轄,數據速度和傳輸長度由IEEE802.3中制定的以太網協議標準涵蓋。圖片來源:SPE工業合作伙伴網絡
傳統以太網需要兩對電線才能實現100Mbps的數據傳輸速率,或者需要四對電線才能實現1Gbps的傳輸速率。單對以太網僅使用一對電線以1Gbps的速率傳輸數據,傳輸距離可達40m,或以10Mbps傳輸速率可達1000m—顯著減少了電纜尺寸、成本和復雜性。盡管傳統以太網已經在整個自動化金字塔中實施,但最低級別(現場級別)的設備仍然經常由現場總線協議控制。SPE提供了一種以太網解決方案,可以在從云到現場的所有級別實施,消除了各種網絡相互“對話”所需的網關和其他硬件的需要。
單對以太網支持從自動化金字塔的頂層到底層的以太網通信。圖片來源:MIAC自動化
更小的電纜也使用更小的連接器——SPE在空間受限的應用程序或現場級具有眾多小型設備的應用程序中的另一個好處。更細電纜的彎曲半徑更小,使安裝、布線和管理變得更輕松,更靈活,無論是字面上還是比喻上。
SPE能夠傳輸功率(高達50W)和數據,因此它被定位為IIoT應用的理想解決方案,在這些應用中,許多現場級設備需要電源以及與更高級別控制的快速、實時通信或到云。對于需要超過50W功率的應用,可以使用使用四根導體的混合解決方案,在24V時提供高達96W的功率或在48V時達到392W。
傳統以太網需要四對線時,SPE如何僅用一對線實現快速以太網通信?
經典1Gbps以太網使用帶有四對電線的Cat5電纜,并以高達100MHz的頻率運行。每對都可以發送和接收數據,允許傳輸速率高達1Gbps。單對以太網僅使用一對電線,但工作頻率高達600MHz。在這個寬頻帶中,一些頻率發送數據,其他頻率接收數據,只需一對電線即可實現1Gbps的傳輸速度。