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Single Pair Ethernet ist bereit für den Einsatz
Single Pair Ethernet bringt Ethernet als eigenständigen Physical Layer in die letzten Winkel der Factory-Automation. Das notwendige Ökosystem aus Standards, Kabeln, Steckverbindern, Halbleitern und aktiven Geräten ist bereit und Anwender können alles für den Aufbau entsprechender Netzwerke beziehen.
Ethernet entwickelt sich immer mehr zum universellen Kommunikationsmedium in industriellen Anwendungen. Dabei ist erst einmal unwichtig, welches Ethernetprotokoll genau benutzt wird. Wichtig ist, dass via Ethernet alle beteiligten Geräte über eine eigene IP-Adresse verfügen und innerhalb eines Netzwerks angesprochen werden können. Diese Netzwerke endeten bisher üblicherweise dort, wo es in die produzierende Ebene der Maschinen ging. Hier haben sich in erster Linie BUS Protokolle und analoge Stromschleifen durchgesetzt. Diese reichen vielfach für die einfachen Anforderungen in Datenrate und Latenz aus.
Anforderungen steigen
Dieser systemische Bruch von Ethernet zu analogen Systemen, hinunter in die Feldebene, bedingt jedoch immer den Einsatz von Mediakonvertern und Gateways. Die notwendige Parametrierung benötigt viel Zeit und die Zugriffszeiten auf bestimmte Daten sind schwieriger zu definieren als in einem einheitlichen Netzwerk.
Neue Megatrends wie IIoT, Digital Twin oder die Überwachung von Energiemanagementdaten stellen gesteigerte Anforderungen an Datenraten und Echtzeitfähigkeit. Dabei sind vor allem auch Daten aus der Feldebene relevant, die live einen direkten Überblick über die laufenden Prozesse geben können. Nun könnte man auf die Idee kommen, das Feld einfach mit bekannter Ethernet-Infrastruktur auszurüsten. Vier- oder achtadrige geschirmte Kabel sind für die notwendige Masse an Verkabelung allerdings zu platzintensiv und darüber hinaus auch nicht wirtschaftlich einzusetzen. Single Pair Ethernet schließt diese Lücke für platzsparende Ethernet-Infrastruktur im Feld.
Klein, leicht, industrietauglich
Single Pair Ethernet stammt ursprünglich aus dem Automobilbereich und wurde in den letzten Jahren auch in Technologie und Standardisierung für industrielle Anwendungsgebiete ertüchtigt. Über nur noch ein verdrilltes Paar Kupferadern können mit SPE bis zu 10 Gbit/s übertragen werden, oder bei nur 10 Mbit/s Übertragungsrate 1000 Meter Strecke überbrückt werden. Das reduziert den Platzbedarf und das Gewicht von Kabeln und Steckverbindern, wie auch den notwendigen Bauraum auf der PCB im Gerät. Denn auch Magnetics und Common Mode Chokes können in ihrer Zahl reduziert werden. Geräte und Infrastruktur werden kleiner und ermöglichen es gleichzeitig Ethernet wirtschaftlich bis an jeden Sensor ins Feld zu bringen und diesen damit zu einem individuell per IP-Adresse ansprechbaren Teilnehmer eines Netzwerks zu machen. Der Aufwand für Gateways, Übersetzer und Parametrierung entfallen zu Gunsten von Echtzeitfähigkeit, höheren Datenraten und erleichterter Einbindung neuer Teilnehmer in einem Netzwerk. Die einpaarige Technologie ist die Grundlage für die Umsetzung des IoT – die Grundlage eines durchgängigen Netzwerks von der Cloud bis an jeden Sensor.
Bereit für den Einsatz
Das erforderliche Ökosystem für SPE beinhaltet neue Kabel und Steckverbinder, aber auch neue elektronische Komponenten wie Magnetics und PHY und switching Chips. Nachdem die Infrastrukturhersteller zunächst die Führung in der Entwicklung und Standardisierung übernommen hatten, sind auch die Hersteller von Gerätekomponenten und die Gerätehersteller selbst nachgezogen. Das bedeutet unterm Strich: Alles, was für den erfolgreichen Einsatz von Single Pair Ethernet in Prozess,- und Factory-Automation, Building-Automation und in mobilen Anwendungen notwendig ist, um eigene Entwicklungsprojekte zu starten, ist verfügbar. Um nicht zeitaufwendig bei den verschiedenen Herstellern am Markt suchen zu müssen, hat das SPE Industrial Partner Network die weltweit erste Datenbank für SPE-Technologie aufgesetzt. Hier können sich Anwender einen Überblick über alle verfügbaren Komponenten, Geräte und Hersteller verschaffen und diese anschließend direkt bei den jeweiligen Anbietern bestellen.
https://product.single-pair-ethernet.com/
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