Ressourcen sparen bei der Datenverkabelung
Weniger für mehr – Single Pair Ethernet als ressourcensparende Dateninfrastruktur für das wachsende IIoT
Das Bewusstsein für den eigenen ökologischen Fußabdruck ist in den letzten Jahren immer mehr in den Fokus gerückt. Neben Veränderungen im privaten Bereich, sind besonders auch Unternehmen angehalten, ihre Prozesse zu optimieren und Ressourcen wie Energie und Rohstoffe sparsam und effizient einzusetzen. Das spart Kosten und schont die Umwelt.
In diesem Zusammenhang ist die Entwicklung von IIoT mit schnell steigenden Datenraten eine echte Herausforderung. Immer mehr Daten werden von der Cloud bis in industrielle Produktionsmaschinen und zurück übertragen. Damit einher geht der wachsende Bedarf an Dateninfrastruktur, deren Leistungsfähigkeit mit den Anforderungen Schritt hält.
Um das notwendige Mehr an Verkabelung nicht zum endlosen Ressourcen- und Rohstofffresser ausarten zu lassen, bietet Single Pair Ethernet eine interessante Alternative. Über nur noch ein Paar verdrillter Kupferadern kann bis zu 10 Gbit/s übertragen werden, wahlweise 10 Mbit/s über bis zu 1000 Meter Entfernung.
Mit bisheriger Verkabelung wäre dieser Schritt nicht ökonomisch realisierbar und bekannte achtadrige Ethernetkabel würden deutlich mehr Kunststoff, Aluminium und Kupfer benötigen.
Kabelhersteller beziffern im direkten Vergleich eines Industrial Ethernet Schleppketten-Kabels Cat 6 4x2xAWG24/7 vs. SPE 1000BASE-T1 Kabel in 1x2xAWG22/19 folgende Einsparpotenziale:
Diese Werte variieren etwas, je nach verglichenen Kabeln, geben aber einen groben Anhaltspunkt über die möglichen Einsparpotenziale.
Die wachsende Anzahl an Datenleitungen kleiner und damit auch dünner und leichter auszuführen, bringt weitere Vorteile mit sich. Führende Hersteller von Personenzügen bezifferten die Energiekosten für jedes Kilogramm Gewicht in einem Personenwaggon über die Lebensdauer von 40 Jahren mit 14.000 €. SPE Kabel sparen pro 100 Meter ca. 1,5 kg im Vergleich zu achtadriger Ethernetleitung, was bei diesem Modell einer Einsparung von ca. 21.000 € über die gesamte Lebensdauer entspricht.
Weitere technische Vorteile sind kleinere Biegeradien in Schleppketten oder Robotern, geringere Gehäusegrößen bei Geräten und die Reduktion der Brandlast im Schadensfall. Insgesamt bietet SPE so nicht nur ein beachtliches Einsparpotenzial, sondern ermöglicht auch die Nutzung von Ethernet als durchgängigem Kommunikationsprotokoll mit Echtzeitfähigkeit (TSN over OPC UA) und die gleichzeitige Powerversorgung via Power over Data Line (PoDL) analog zu PoE.
