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單對乙太網(SPE)和工業物聯網

儘管單對乙太網(SPE)已經存在一段時間了,但儘管該技術有潛在的好處,但採用它的道路並不完全平坦。

由於各種實際和技術原因,SPE是網路圈中一股日益增長的力量,它與工業物聯網實現尤其相關。SPE價值主張的核心是,與現有的4對佈線和傳統的IEEE802。3乙太網標準相比,它提供了更好的效能。

SPE在單雙絞線上執行,可以在1km的距離上提供10mbps的速度,這是10/100/1000BASE-T乙太網標準下100米最高速度的重大升級。這是透過IEEE802。3g乙太網標準,也稱為10BASE-T1L。BASE-T1標準最初的市場是汽車市場,但更近的802。3g使該標準適用於智慧建築和工業物聯網市場。

單對乙太網(SPE)和工業物聯網

SPE的功率和距離

1km的操作距離使SPE成為大範圍工業物聯網實現的理想選擇,需要更少複雜的網路裝置來實現大工廠或完整工業現場的覆蓋。不過,SPE還有另一個竅門,它使用與PoE相似的單對供電技術,為裝置供電。雖然PoDL(資料線功率)只能提供相對較低的功率,在短距離上約為50W,在整個1公里內逐漸減少,但對於設計在低功率足跡內執行的工業物聯網裝置來說,這仍然是有益的。

更輕、更薄、更便宜

CAT6佈線的好處也很顯著。一個新的工業物聯網專案可能會安裝大量的新電纜。儘管如此,由於SPE只需要四分之一的物理電纜(一對而不是四對),成本可以顯著降低。此外,SPE電纜的重量和直徑只有電纜的四分之一,可以更好地利用現有的導管空間,減少重量支撐要求。最後,SPE通常可以對現有的4對銅電纜進行改造,進一步降低了安裝成本。

網路拓撲標準化

行業對SPE感興趣的一個關鍵原因是,它提供了跨整個網路標準化網路協議的機會。以前,乙太網一直是絕大多數企業網路的實際標準,但不是在所謂的“現場”級,在那裡各種匯流排系統已經司空見慣。

傳統上,這樣做的一個原因是,BUS系統只需要雙對電纜,而不是老式的乙太網4對電纜,當考慮到整個工業安裝的數千個感測器和執行器時,這大大節省了成本。這種標準化意味著將不再需要當前用於彌合乙太網-匯流排差距的閘道器陣列,這大大減輕了維護這種經常定製的遺留軟體的人員的負擔。

標準化:安全風險?

標準化確實為未來的SPEIIoT部署提出了新的考慮——安全性。那些執行序列匯流排技術的傳統工業自動化系統有效地將現場級裝置與網路的其他部分隔離開來。切換到SPE意味著現場級裝置將必須接受與任何其他連線企業硬體相同的審查,不可避免地需要偶爾進行OTA(透過空中傳輸)錯誤修復、協議更新等。

幸運的是,隨著SPE的頻寬和功率交付,較新的符合SPE的裝置不應該受到傳統IIoTOTA障礙的技術限制。不過,任何老式裝置可能都不那麼容易駕馭。純乙太網還具有避免無線替代方案的許多安全挑戰的優點,儘管主要是從本地擷取的角度來看。

斷開連線的聯結器標準

採用SPE還存在其他障礙,如常見的標準化。雖然SPE和IEEE802。3g乙太網標準已經建立,但問題出現在聯結器端,市場上已經有兩種不同的聯結器實現。兩者都是基於標準的。SPE工業合作伙伴網路促進IEC63171-6中定義的T1介面,而SPE系統聯盟目前支援IEC63171-2。未來的情況還很不明朗——一個聯結器是否會被整個行業所接受,或者兩種聯結器是否會繼續共存,也許是在特定的垂直領域,這些問題將在未來幾個月得到解答。

SPE工業合作伙伴網路成員包括Harting、TEConnectivity、Hirose、AmphenolICC和Molex。同時,SPE系統聯盟將PhoenixContact、Weidmüller和SICK作為其支持者。這兩個組織的關注點也各不相同,網路聚焦於工業應用,而聯盟則著眼於包括汽車和智慧建築在內的各個領域。

SPE前景光明

顯然,SPE可以為工業物聯網部署,以及汽車和航空電子行業提供很多服務。雖然聯結器的混亂可能在短期內阻礙採用,但長期的未來看起來是光明的。展望日益互聯的製造和基礎設施供應鏈的需求,很明顯,為工業物聯網裝置提供強大連線和動力的統一乙太網將是未來一段時間內工業物聯網部署的一個強有力的概念。