Single Pair Ethernet
Del sensor a la nube sin barreras: SPE es el habilitador de la IIoT. Con sólo un par de cables, SPE hace que el nivel de campo sea inteligente, ahorrando espacio y costes.
Single Pair Ethernet (SPE) transmite datos a través de Ethernet a velocidades de hasta 1 Gbit/s con un solo par de hilos, lo que la convierte en la solución perfecta para IIoT y la comunicación sin barreras entre el sensor y la nube. Descubra las soluciones HARTING para conectividad y cableado Single Pair Ethernet y conozca los casos de uso de SPE, los estándares, el ecosistema y por qué Single Pair Ethernet es el habilitador ideal para el IIoT.
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Explicación sencilla sobre Single Pair Ethernet
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¿Qué es Single Pair Ethernet?
Single Pair Ethernet (SPE) es un nuevo estándar tecnológico que transmite datos a través de ethernet a velocidades de 10Mbit/s a 1GBit/s con un solo par de cables, lo que lo convierte en la solución de infraestructura perfecta para IIoT y fábricas inteligentes. Además, Ethernet de un solo par permite suministrar de potencia a dispositivos terminales mediante potencia a través de la línea de datos (PoDL). Distancias de hasta 1000 metros hacen que Ethernet de un solo par resulte especialmente interesante para uso en automatización de procesos.
El nivel de campo se vuelve inteligente
Single Pair Etherner hace que el nivel de campo inteligente. Permite la conexión sin barreras de equipos, tecnología de sensores/actuadores y mucho más mediante comunicaciones de extremo a extremo basadas en IP hasta el nivel de campo. La capacidad de integrar interfaces Ethernet en sensores sencillos, cámaras, dispositivos de lectura/ID o equipos similares, permite implementar Industria Integrada e IIoT.
SPE ofrece una ventaja decisiva en comparación con los sistemas de bus o las interfaces analógicas de corriente/tensión, como las que aún pueden encontrarse hoy en día sobre el terreno. El uso del SPE simplifica la parametrización, la inicialización y la programación. La configuración, operación y mantenimiento de los equipos resulta más eficiente y rentable. La aplicación de SPE en máquinas, robots y en tecnología ferroviaria también contribuye a ahorrar peso y espacio. El cableado completo es más sencillo y también considerablemente más fácil de instalar.
Las ventajas de Single Pair Ethernet
La transferencia de datos a velocidad de Gigabit a través Ethernet con tan solo un par de cables, mientras se suministra simultáneamente potencia a los dispositivos, presenta un extraordinario potencial y ofrece numerosas ventajas.
La demanda de Single Pair Ethernet
La tendencia hacia la digitalización plantea nuevas expectativas para la comunicación y la tecnología del cableado, como por ejemplo alta disponibilidad, tiempos de acceso breves, transporte rápido de datos y transmisión segura de grandes cantidades de datos en una amplia variedad de entornos de aplicación. Asimismo, los dispositivos, los cables y la tecnología de conexión deben ser más potentes, más pequeños y más robustos, y deben ofrecer un mayor grado de modularidad y compatibilidad. Con Single Pair Ethernet (SPE), entra en el mercado una nueva tecnología que cumple los nuevos requisitos.
La automoción como pionera
Ethernet de un solo par ya se implementa en nuevas generaciones de automóviles, sustituyendo al bus CAN y a otros sistemas de bus. En el futuro, controles, comunicación y funciones de seguridad se transmitirán uniformemente a través de Ethernet. Este es un requisito previo fundamental para la conducción conectada en red o, posteriormente, la conducción autónoma.
SPE en automatización industrial
El uso de Ethernet de un solo par también ofrece grandes ventajas en automatización industrial. El cableado de un solo par es rápido, compacto, rentable y fácil de implementar. La integración de sensores sencillos, cámaras y elementos similares con interfaces Ethernet convierte a SPE en un impulsor de avances como Industria Integrada e IIoT. Esto reduce el nivel de campo inteligente y el esfuerzo de parametrización, inicialización y programación.
Cómo innova HARTING para SPE
HARTING confía en una alianza de la industria, la normalización y la investigación para el crecimiento de Single Pair Ethernet. En el contexto de esta alianza, los comités de normalización internacionales han completado un proceso de selección de varias fases en favor de la cara de acoplamiento SPE del Grupo Tecnológico HARTING. Esto también garantiza la seguridad de planificación para los diseñadores de nuevos dispositivos o tecnología de sensores/actuadores, permitiéndoles comenzar activamente la implementación de Single Pair Ethernet en la tecnología de dispositivos respectiva.
Para HARTING, SPE representa una prioridad tecnológica y el punto de partida para desarrollar un gran número de nuevos productos. Para el usuario, sin embargo, la SPE no es sólo una oportunidad, sino también un reto. ¿Es esta nueva tecnología tan segura como la solución existente? ¿Puede emplearse SPE también en automatización de procesos con longitudes de línea de 1000 m? ¿Cuánta potencia puede utilizar el dispositivo final? ¿Cuándo estarán disponibles los conectores y cables de SPE?, ¿estarán suficientemente normalizados? HARTING se toma estas preguntas muy seriamente y ha decidido responder a ellas formando parte de una alianza tecnológica.
El programa WIPANO ("Transferencia de Conocimientos y Tecnología a través de Patentes y Normas") es una iniciativa del Ministerio Federal de Economía y Energía que ayuda a conseguirlo. HARTING, la Universidad de Reutlingen y LEONI colaboran juntos en el proyecto conjunto NG200 en cuestiones urgentes relacionadas con SPE e integran simultáneamente sus resultados en el proceso de normalización internacional. Recientemente, con la norma IEC 61076-6, se ha adoptado un paso importante en la especificación de cableado que ahorra peso y espacio para una cara de acoplamiento de par único compatible con la industria.
Single Pair Ethernet - Preguntas más frecuentes
Single Pair Ethernet (SPE) garantiza por primera vez el uso rentable de Ethernet en todos los aspectos de la automatización industrial. Ethernet de un solo par utiliza un par de cables para transmitir datos a velocidades de hasta 1 GBit/s. Esto convierte a SPE en la alternativa ideal para aplicaciones industriales en la era de Industria 4.0 e IIoT. Este eBook gratuito con el título Ethernet de un solo par ofrece información detallada sobre esta tecnología.
Ethernet convencional requiere dos o cuatro pares de cables. En comparación, SPE solo tiene un par. Esto ayuda a reducir los costes y el peso y, gracias a su tamaño más reducido, permite acceder a nuevos dispositivos y al nivel de campo industrial resultante. En consecuencia, SPE constituye la base para IIoT.
La transmisión de potencia también se ha normalizado para las nuevas normas de transmisión SPE. Potencia a través de la línea de datos (PoDL) es el término que se utiliza para describir el suministro de potencia de hasta 50 W.
La tecnología Ethernet basada en IEEE 802.3bp 1000BASE-T1 ya está disponible actualmente, y proporciona una velocidad de transmisión de 1 Gbit/s a través de un solo par de hilos de cobre. IEEE trabaja actualmente en una norma adicional para conseguir velocidades de transmisión más altas hasta 10 Gbit/s (IEEE 802.3ch), que son necesarias para sensores de alta resolución y transmisiones de vídeo. Asimismo, el desarrollo de una norma exclusiva para 10 Mbit/s (IEEE 802.3cg) está en curso. Esta norma permite obtener distancias de hasta 1.000 metros y, en consecuencia, permite sustituir prácticamente todos los tipos de bus de datos.
El desarrollo de SPE comenzó con la Norma BroadR-Reach que fue desarrollada por Broadcom Corporation. Cuando la industria automovilística, que necesitaba sustituir el bus CAN, identificó este nuevo método de transmisión basado en TCP/IP, el grupo de trabajo IEEE 802.3 publicó la primera norma SPE como la norma 100BASE-T1 en IEEE 802.3bw-2015 cláusula 96. En la actualidad, se está adaptando SPE a los requisitos de la industria.
Con la infraestructura SPE normalizada universalmente, por primera vez resulta viable utilizar Ethernet en el nivel de campo desde la nube hasta las redes de sensores-actuadores. Esto evita perturbaciones en el tratamiento de datos y establece una base unificada para la comunicación. Además, ha permitido la viabilidad de IIoT.
En la actualidad se están preparando los siguientes proyectos de normalización para conectores SPE:
IEC 63171: norma básica con todas las especificaciones y secuencias de pruebas necesarias (CD en preparación)
IEC 63171-1: conectores SPE de CommScope basados en el enclavamiento LC para aplicaciones M1I1C1E1 (CDV disponible)
IEC 63171-2: conectores SPE de Reichle & De-Massari para aplicaciones M1I1C1E1 (CD disponible)
IEC 63171-3: conectores SPE de la empresa Siemon basados en un par de los conocidos conectores Tera para aplicaciones M1I1C1E1 (NP disponible)
IEC 63171-4: conectores SPE de BKS para aplicaciones M1I1C1E1 (NP disponible)
IEC 63171-5: conectores SPE de la empresa Phoenix Contact basados en la cara de conector IEC 63171-2 para aplicaciones M2I2C2E2 y M3I3C3E3 (CD disponible)
IEC 63171-6 (anteriormente IEC 61076-3-125): conectores SPE de las empresas HARTING y TE Connectivity para aplicaciones M2I2C2E2 y M3I3C3E3 (CDV disponible, FDIS en preparación y publicación final en 2019)
En automatización, SPE permite conectar niveles de campo mediante el uso de Gbit/s Ethernet. Esto elimina completamente las perturbaciones en el tratamiento de los datos y, con TSN, cada sensor dispone de la capacidad de funcionar en tiempo real.
Cada 100 metros de cable SPE pesa aproximadamente 1,6 kg menos que el cable Ethernet estándar. Gracias a esta reducción de peso, un operador ferroviario puede ahorrarse hasta 14.000 euros en costes operativos.
Con solo un par de hilos, los cables SPE son considerablemente más delgados y, por lo tanto, más flexibles, que el cable Ethernet estándar. Cuando más delgado es el cable, mayor resistencia ofrece a los ciclos de plegado y torsión. El resultado de estas características es una vida útil más prolongada y ahorros de costes. En consecuencia, SPE es el cable ideal para las futuras aplicaciones robóticas.
Esto se conoce como "cableado compartido" e implica la transmisión de SPE a través de cable Ethernet de cuatro pares. Aunque es teóricamente posible, no resulta práctico. Las longitudes para SPE de 1 GBit están limitadas a 40 metros actualmente. Para garantizar la seguridad de la transmisión, el cable debería cumplir la norma Cat. 7, algo muy inusual. SPE debe contemplarse como una incorporación práctica a la norma Ethernet y como un sustituto de los buses de campo.
Gracias a los receptáculos extremadamente compactos, SPE representa la tecnología ideal para sensores con cámara actuales en las aplicaciones industriales. Estos sensores necesitan velocidades de transmisión de datos altas a través de una interfaz pequeña y compacta. Nuestro HARTING T1 Industrial cumple estos requisitos de acuerdo con IEC 63171-6.
La Red de Partners SPE industrial representa el primer punto de contacto para los usuarios que deseen configurar redes o dispositivos SPE. Todas las empresas miembro consideran que Single Pair Ethernet es la base para un crecimiento rápido y sostenible del Internet Industrial de las Cosas (IIoT). La red de socios gestiona su propio sitio web en torno a.
T1 Industrial - Single Pair Ethernet
Transmisión de Ethernet a través de un solo par de hilos de cobre. SPE es la tecnología perfecta para conectar dispositivos de campo a la red Ethernet. La tecnología Ethernet de un solo par es rápida, ahorra espacio, resulta rentable y está lista para ser implementada. El equipamiento de sensores sencillos, cámaras y más con interfaces Ethernet posiciona a la SPE como impulsora de temas como la Industria Integrada y la IIoT.
Disponible como: CONECTOR DE CABLE | CONJUNTO DE CABLES | LADO DEL DISPOSITIVO
Estándares Single Pair Ethernet
Transferencia de datos sin barreras entre Clould y el nivel de campo: Single Pair Ethernet está cambiando la comunicación industrial. Para que la tecnología SPE esté ampliamente disponible, la compatibilidad de dispositivos, cables y conectores es una prioridad absoluta. Así lo garantiza la normalización internacional.
IEC 63171-6
Con la publicación de la norma IEC 63171-6 en enero de 2020 por el comité de normalización SC 48B de la CEI para tecnología de conexión, se ha establecido la norma Ethernet de par único. El estándar de interfaz IEC 63171-6 T1 Industrial Style fue el primer estándar presentado por HARTING a SC 48B para una interfaz de Single Pair Ethernet ya en 2016. La publicación de esta norma ofrece a los usuarios una base de inversión fiable para redes IIoT preparadas para el futuro basadas en Single Pair Ethernet.IEC 63171-6 (Industrial Style) es un documento estándar completo con todas las especificaciones y secuencias de prueba necesarias, que se incorpora a las normas de cableado SPE actuales de la serie de normas ISO/IEC 11801-x para cableado estructurado.
La aplicación de SPE en los documentos ISO/IEC 11801 es muy importante porque sólo en esta norma se describen los cableados con todos los parámetros necesarios (longitud, número de conexiones, ancho de banda y el conjunto completo de parámetros de transmisión, incluidos NEXT, FEXT, propiedades de apantallamiento, etc.) en relación con el entorno - MICE y, por tanto, pueden verificarse desde el punto de vista de la medición después de la instalación.
Esta conexión de normas de componentes con conectores y cables proporciona a todos los usuarios de SPE directrices claras para la construcción y comprobación de enlaces de transmisión adecuados.
El uso de componentes de cableado distintos de los descritos en ISO/IEC 11801-3 Amd.1, por ejemplo, es posible en principio, pero entonces ya no se ajustan a la norma y conllevan el riesgo de incompatibilidad y pérdida de funcionalidad. Por este motivo, ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 y TIA TR-42 lanzaron a principios de 2018 procesos de selección internacionales para definir interfaces uniformes. Estos dos procesos de selección fueron iniciados conjuntamente por IEEE 802.3, que solicitó a ISO/IEC y TIA una recomendación para una interfaz dependiente del medio (MDI) SPE.
Más de 20 comités nacionales de expertos participaron en este proceso de selección. Como resultado de este proceso de selección, la cara de acoplamiento según IEC 63171-6 basada en la propuesta de HARTING T1 Industrial se ha aceptado de forma general para aplicaciones industriales y relacionadas con la industria (M2I2C2E2 y M3I3C3E3).
Ecosistema Single Pair Ethernet
Los líderes tecnológicos mundiales respaldan la norma IEC 63171-6
Las interfaces normalizadas y uniformes son la clave para que los fabricantes puedan desarrollar conjuntamente el SPE-EcoSystem a partir de sensores, actuadores, unidades de control y tecnología de conexión, y para que los usuarios puedan crear soluciones de automatización adecuadas a partir de estos componentes.
Fundada en 2019, la SPE Industrial Partner Network, una asociación mundial de líderes tecnológicos de renombre, se mantiene unida detrás de la misión de estandarización y la norma IEC 63171-6. Ofrece al grupo de usuarios emergentes
La Red de Partners proporciona recomendaciones claras para el desarrollo de futuras aplicaciones IIoT, es la plataforma central de información y ofrece seguridad a los usuarios de que se puede confiar en la tecnología.
