導讀:單對以太網(wǎng) (SPE) 是一種通過一對銅線提供以太網(wǎng)傳輸?shù)募夹g,同時還通過數(shù)據(jù)線供電 (PoDL) 向連接的設備傳輸電力。
單對以太網(wǎng)最初的開發(fā)是為了滿足汽車行業(yè)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(tǒng)中涉及的眾多傳感器傳輸數(shù)據(jù)。事實上,汽車應用所需的較低數(shù)據(jù)負載和較短距離非常適合早期SPE開發(fā)。
但隨著技術的發(fā)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(fā)了SPE工業(yè)合作伙伴網(wǎng)絡。該制造商協(xié)會提倡將單對以太網(wǎng)作為“建立IIoT的基礎”,并支持傳輸協(xié)議、布線和設備組件的標準。
工業(yè)應用中SPE的接口(連接)受IEC63171-6標準管轄,數(shù)據(jù)速度和傳輸長度由IEEE802.3中制定的以太網(wǎng)協(xié)議標準涵蓋。圖片來源:SPE工業(yè)合作伙伴網(wǎng)絡
傳統(tǒng)以太網(wǎng)需要兩對電線才能實現(xiàn)100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率,或者需要四對電線才能實現(xiàn)1Gbps的傳輸速率。單對以太網(wǎng)僅使用一對電線以1Gbps的速率傳輸數(shù)據(jù),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(tǒng)以太網(wǎng)已經(jīng)在整個自動化金字塔中實施,但最低級別(現(xiàn)場級別)的設備仍然經(jīng)常由現(xiàn)場總線協(xié)議控制。SPE提供了一種以太網(wǎng)解決方案,可以在從云到現(xiàn)場的所有級別實施,消除了各種網(wǎng)絡相互“對話”所需的網(wǎng)關和其他硬件的需要。
單對以太網(wǎng)支持從自動化金字塔的頂層到底層的以太網(wǎng)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(xiàn)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(shù)據(jù),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(xiàn)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(tǒng)以太網(wǎng)需要四對線時,SPE如何僅用一對線實現(xiàn)快速以太網(wǎng)通信?
經(jīng)典1Gbps以太網(wǎng)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(fā)送和接收數(shù)據(jù),允許傳輸速率高達1Gbps。單對以太網(wǎng)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(fā)送數(shù)據(jù),其他頻率接收數(shù)據(jù),只需一對電線即可實現(xiàn)1Gbps的傳輸速度。