Single Pair Ethernet
Vom Sensor zur Cloud ohne Barrieren: SPE ist der Enabler für das IIoT. Mit nur einem Adernpaar macht SPE die Feldebene smart - das spart Platz und Kosten.
Single Pair Ethernet (SPE) überträgt Daten über Ethernet mit Geschwindigkeiten von bis zu 1 Gbit/s mit nur einem Adernpaar und ist damit die perfekte Lösung für IIoT und barrierefreie Kommunikation zwischen Sensor und Cloud. Entdecken Sie HARTING Lösungen für Single Pair Ethernet Konnektivität und Verkabelung und erfahren Sie mehr über SPE Anwendungsfälle, Standards, das Ökosystem und warum Single Pair Ethernet der ideale Enabler für das IIoT ist.
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Single Pair Ethernet verständlich erklärt
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Was ist Single Pair Ethernet?
Single Pair Ethernet (SPE) ist ein neuer Technologiestandard, der Daten über Ethernet mit Geschwindigkeiten von 10Mbit/s bis 1GBit/s mit nur einem Adernpaar überträgt und damit die perfekte Infrastrukturlösung für IIoT und intelligente Fabriken darstellt. Gleichzeitig ermöglicht Single Pair Ethernet die Stromversorgung von Endgeräten über Power over Data Line (PoDL). Übertragungsdistanzen von bis zu 1000 Metern machen Single Pair Ethernet besonders für den Einsatz in der Prozessautomatisierung interessant.
Die Feldebene wird smart
Single Pair Ethernet macht die Feldebene smart. SPE ermöglicht die barrierefreie Anbindung von Geräten, Sensorik, Aktorik und weiterer Peripherie über durchgängige IP-basierte Kommunikation - von der Cloud bis in die Feldebene. Durch die Möglichkeit, Ethernet-Schnittstellen in einfache Sensoren, Kameras, Lese-/ID-Geräte oder ähnliche Geräte zu integrieren, wird es möglich, Integrated Industry und IIoT zu implementieren.
SPE bietet einen entscheidenden Vorteil gegenüber Bussystemen oder analogen Strom-/Spannungsschnittstellen, wie sie heute noch in der Feldebene zu finden sind. Die Verwendung von Single Pair Ethernet vereinfacht die Parametrierung, Initialisierung und Programmierung. Aufbau, Betrieb und Wartung von Anlagen werden effizienter und kostengünstiger. SPE in Maschinen, Robotern oder in der Bahntechnik trägt zusätzlich zu Gewichts- und Platzeinsparungen bei. Die gesamte Verkabelung wird einfacher und lässt sich zudem wesentlich schneller installieren.
Die Vorteile von Single Pair Ethernet
Daten mit Gigabit-Geschwindigkeit über Ethernet mit nur einem Adernpaar zu übertragen und gleichzeitig die Geräte mit Strom zu versorgen, hat großes Potenzial und bietet viele Vorteile.
Die Nachfrage nach Single Pair Ethernet
Der Trend der Digitalisierung weckt neue Erwartungen an die Kommunikations- und Verkabelungstechnik wie hohe Verfügbarkeit, kurze Zugriffszeiten, schneller Datentransport und die sichere Übertragung großer Datenmengen in unterschiedlichsten Anwendungsumgebungen. Gleichzeitig sollen Geräte, Kabel und Anschlusstechnik leistungsfähiger, kleiner und robuster werden sowie ein hohes Maß an Modularität und Kompatibilität bieten. Mit Single Pair Ethernet (SPE) kommt eine neue Technologie auf den Markt, die den neuen Anforderungen gerecht wird.
Automotive als Pionier
Single Pair Ethernet wird bereits in neuen Fahrzeuggenerationen eingesetzt und ersetzt CAN und andere Bussysteme. Steuerung, Kommunikation und Sicherheitsfunktionen laufen in Zukunft einheitlich über Ethernet. Dies ist eine Grundvoraussetzung für vernetztes oder später autonomes Fahren.
SPE in der industriellen Automatisierung
Der Einsatz von Single Pair Ethernet lohnt sich auch in der industriellen Automatisierung. Die einpaarige Verkabelung ist schnell, platzsparend, kostengünstig und einfach zu realisieren. Die Ausstattung einfacher Sensoren, Kameras und dergleichen mit Ethernet-Schnittstellen macht SPE zu einem Treiber von Themen wie Integrated Industry und IIoT. Das macht die Feldebene smart und reduziert den Aufwand für Parametrierung, Initialisierung und Programmierung.
Wie HARTING für SPE Innovationen schafft
HARTING setzt beim Ausbau von Single Pair Ethernet auf eine Allianz aus Industrie, Standardisierung und Forschung. Im Rahmen dieser Allianzhaben sich internationale Standardisierungsgremien in einem mehrstufigen Auswahlprozess für ein SPE Steckgesicht der Technologiegruppe HARTING entschieden. Dies gibt auch den Entwicklern neuer Geräte oder Sensor-/Aktortechnik Planungssicherheit, um aktiv mit der Umsetzung von Single Pair Ethernet in der jeweiligen Gerätetechnik beginnen zu können.
Für HARTING ist SPE ein Technologiethema und Start für viele Neuproduktentwicklungen. Für den Nutzer ist SPE jedoch nicht nur eine Chance, sondern auch eine Herausforderung. Ist die neue Technik so sicher, wie die bisherige Lösung? Kann SPE auch in der Prozessautomatisierung mit Leitungslängen von 1000m eingesetzt werden? Wieviel Leistung kann das Endgerät beanspruchen? Wann stehen SPE Verbinder und Kabel zur Verfügung und sind diese hinreichend standardisiert? HARTING nimmt diese Fragestellungen sehr ernst und hat sich entschieden, sie im Rahmen einer Technologiepartnerschaft zu beantworten.
Das Programm WIPANO ("Wissens- und Technologietransfer durch Patente und Normen") ist eine Initiative des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, die dazu beiträgt, dies zu erreichen. HARTING, die Hochschule Reutlingen und LEONI arbeiten im Verbundprojekt NG200 gemeinsam an drängenden SPE-Fragen und bringen ihre Ergebnisse gleichzeitig in den internationalen Normungsprozess ein. Diese konnte vor kurzem mit der IEC 61076-6für ein industrietaugliches einpaariges Steckgesicht einen wichtigen Schritt in Richtung gewichts- und platzsparender Verkabelung gehen.
Single Pair Ethernet - FAQ
T1 Industrial - Single Pair Ethernet
Übertragung von Ethernet über nur ein einziges Kupferkabelpaar. SPE ist die perfekte Technologie, um Feldgeräte mit dem Ethernet-Netzwerk zu verbinden. SPE ist schnell, platzsparend, kosteneffizient und sofort einsatzbereit. Die Ausrüstung von einfachen Sensoren, Kameras und Ähnlichem mit Ethernet-Schnittstellen macht SPE zum Treiber von Themen wie Integrated Industry und IIoT.
Verfügbar als: KABELSTECKVERBINDER | KABELKONFEKTIONIERUNG | GERÄTESEITE
Single Pair Ethernet Standards
Barrierefreie Datenübertragung zwischen Clould- und Feldebene - Single Pair Ethernet verändert die industrielle Kommunikation. Um die SPE-Technologie auf breiter Basis verfügbar zu machen, ist die Kompatibilität von Geräten, Kabeln und Steckern von höchster Priorität. Dies wird durch die internationale Normung gewährleistet.
IEC 63171-6
Mit der Veröffentlichung der IEC 63171-6 im Januar 2020 durch das IEC-Normenkomitee SC 48B für Verbindungstechnik ist der Single Pair Ethernet-Standard gesetzt. Mit dem Steckgesicht-Standard IEC 63171-6 T1 Industrial Style hat HARTING bereits 2016 den ersten Standard für ein Single Pair Ethernet-Steckgesicht bei SC 48B eingereicht. Mit der Veröffentlichung dieses Standards erhalten Anwender eine verlässliche Investitionsgrundlage für zukunftssichere IIoT-Netzwerke auf Basis von Single Pair Ethernet. IEC 63171-6 (Industrial Style) ist ein komplettes Normdokument mit allen notwendigen Spezifikationen und Testsequenzen, das in die aktuellen SPE-Verkabelungsnormen der Normenreihe ISO/IEC 11801-x für strukturierte Verkabelung eingearbeitet ist
Die Implementierung von SPE in die ISO/IEC 11801-Dokumente ist sehr wichtig, da nur in dieser Norm die Verkabelungskanäle mit allen erforderlichen Parametern (Länge, Anzahl der Verbindungen, Bandbreite und der gesamte Satz von Übertragungsparametern einschließlich NEXT, FEXT, Abschirmungseigenschaften usw.) in Bezug auf die Umgebung - MICE - beschrieben werden und somit nach der Installation messtechnisch überprüft werden können.
Diese Verbindung von Komponentennormen zu Steckverbindern und Kabeln bietet allen Nutzern von SPE klare Richtlinien für die Konstruktion und Prüfung geeigneter Übertragungsstrecken.
Die Verwendung anderer als der in ISO/IEC 11801-3 Amd.1 beschriebenen Verkabelungskomponenten ist zwar prinzipiell möglich, entspricht dann aber nicht mehr der Norm und birgt die Gefahr von Inkompatibilitäten und Funktionsverlusten. Aus diesem Grund haben ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 und TIA TR-42 Anfang 2018 internationale Auswahlverfahren zur Definition einheitlicher Schnittstellen gestartet. Diese beiden Auswahlverfahren wurden von der IEEE 802.3 mitinitiiert, die ISO/IEC und TIA um eine Empfehlung für eine medienabhängige SPE-Schnittstelle (MDI) bat.
Mehr als 20 nationale Expertenausschüsse waren an diesem Auswahlverfahren beteiligt. Als Ergebnis dieses Auswahlprozesses hat sich das Steckgesicht nach IEC 63171-6 auf Basis des Vorschlags von HARTING T1 Industrial für industrielle und industrienahe Anwendungen durchgesetzt (M2I2C2E2 und M3I3C3E3).
Single Pair Ethernet Ökosystem
Weltweit führende Technologieunternehmen stehen hinter IEC 63171-6 und IEC 63171-7
Standardisierte und einheitliche Schnittstellen sind der Schlüssel, damit Hersteller gemeinsam das SPE-EcoSystem aus Sensoren, Aktoren, Steuerungen und Anschlusstechnik entwickeln und Anwender aus diesen Komponenten passende Automatisierungslösungen erstellen können.
Das 2019 gegründete SPE Industrial Partner Network, ein weltweiter Zusammenschluss renommierter Technologieführer, hat es sich zur Aufgabe gemacht, SPE als Technologie für den schnell wachsenden IIoT-Markt voranzutreiben. Es bietet der aufstrebenden Nutzergruppe von
Das Partnernetzwerk gibt klare Empfehlungen für die Entwicklung zukünftiger IIoT-Anwendungen, ist die zentrale Informationsplattform und bietet den Nutzern die Sicherheit, dass man sich auf die Technologie verlassen kann.
