Ethernet de par único
Do sensor à nuvem sem barreiras: O SPE é o facilitador para a IIoT. Com apenas um par de fios, o SPE torna o nível de campo inteligente, economizando espaço e custos.
Single Pair Ethernet (SPE) transmite dados via Ethernet em velocidades de até 1 Gbit/s com apenas um par de fios, tornando-o a solução perfeita para IIoT e comunicação sem barreiras entre sensor e nuvem. Descubra as soluções HARTING para conectividade e cabeamento Ethernet de par único e aprenda sobre casos de uso de SPE, padrões, o ecossistema e por que Ethernet de par único é o facilitador ideal para IIoT.
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Ethernet de Par Único explicada de modo simples
Seu guia de início rápido: Conheça a Single Pair Ethernet em nosso eBook gratuito e em vídeos curtos.
O que é Ethernet de Par Único?
Single Pair Ethernet (SPE) é um novo padrão de tecnologia que transmite dados via Ethernet em velocidades de 10 Mbit/s a 1 GBit/s com apenas um par de fios, tornando-o a solução de infraestrutura perfeita para IIoT e fábricas inteligentes. Ao mesmo tempo, a Ethernet de par único permite a alimentação de energia a dispositivos terminais, através de Power over Data Line (PoDL). A transmissão em distâncias de até 1000 metros torna a Ethernet de par único especialmente interessante para uso na automação de processos.
O nível de campo fica inteligente
O Single Pair Etherner torna o nível de campo inteligente. Ele permite a conexão sem barreiras de equipamentos, tecnologia de sensores/atuadores e muito mais por meio de comunicações ponta a ponta baseadas em IP até o nível de campo.
A capacidade de viabilizar a integração de interfaces de ethernet sobre simples sensores, câmeras, dispositivos de leitura/ID ou equipamentos similares, é o que torna possível a implementação da Indústria Integrada e IIoT.
O SPE oferece uma vantagem decisiva em comparação com os sistemas de barramento ou interfaces analógicas de corrente/tensão, como ainda pode ser encontrado no nível de campo atualmente. O uso do SPE simplifica a configuração de parâmetros, a inicialização e a programação. A configuração, operação e manutenção do equipamento se tornam mais eficientes e mais econômicas. SPE em máquinas, robôs e em tecnologia ferroviária também ajudam a economizar peso e espaço. A fiação completa é mais simples e também consideravelmente mais rápida de instalar.
A transferência de dados à velocidade de Gigabit via Ethernet com a penas um par de fios e a alimentação simultânea de dispositivos com energia tem grande potencial e oferece muitas vantagens.
A demanda por Ethernet de par único
A tendência de digitalização cria novas expectativas para a tecnologia de comunicação e cabeamento, como alta disponibilidade, curtos tempos de acesso, transporte rápido de dados e transmissão segura de grandes quantidades de dados em ampla variedade de ambientes de aplicação. Simultaneamente, dispositivos, cabos e conectividade devem se tornar mais potentes, menores e mais robustos, oferecendo também alto grau de modularidade e compatibilidade. Com o Single Pair Ethernet (SPE), uma nova tecnologia está entrando no mercado que atende aos novos requisitos.
Automotivo como pioneiro
A Ethernet de par único já está sendo implementada nas novas gerações de automóveis, substituindo o CAN ou outros sistemas de barramento. No futuro, os controles, comunicação e funções de segurança irão funcionar de maneira uniforme na Ethernet. Trata-se de um pré-requisito fundamental para a direção em rede e, futuramente, também autônoma.
SPE na automação industrial
O uso da Ethernet de par único também é válido na automação industrial. O cabeamento de par único é implementado com rapidez, economia de espaço, baixo custo e facilidade. Equipar sensores simples, câmeras e similares com interfaces de Ethernet torna a SPE um facilitador de assuntos como a Indústria Integrada e IIoT. Isso reduz a necessidade de inteligência a nível de campo e o esforço para parametrização inicialização e programação.
Como a HARTING inova para a SPE
A HARTING conta com uma aliança entre a indústria, a padronização e a pesquisa para o crescimento da Single Pair Ethernet. Como parte desta aliança, os comitês internacionais de padronização completaram um processo de seleção de múltiplas etapas em favor das faces de conectores SPE do Grupo de Tecnologia HARTING. Isto também garante segurança de planejamento para os projetistas de novos dispositivos ou tecnologia de sensores/atuadores, permitindo-lhes iniciar ativamente a implementação de Single Pair Ethernet na respectiva tecnologia de dispositivos.
Para a HARTING, SPE é um tópico tecnológico e o ponto de partida para muitos desenvolvimentos de novos produtos.
Fpara o usuário, no entanto, a SPE não é apenas uma oportunidade, mas também um desafio. Esta nova tecnologia é tão segura quando a solução em uso? A SPE também pode ser usada no processo de automação com comprimentos de linha de 1000 m? Quanta potência o dispositivo final pode usar? Quando os conectores SPE e cabos ficarão disponíveis e estarão adequadamente padronizados? A HARTING leva essas perguntas muito a sério e decidiu respondê-las como parte de uma parceria tecnológica.
The program WIPANO ("Knowledge and Technology Transfer through Patents and Standards") is an initiative of the Federal Ministry of Economic Affairs and Energy which helps to achieve this. A HARTING, a Universidade de Reutlingen e LEONI estão cooperando no projeto em parceria NG200 a respeito dos problemas urgentes de SPE e integram, ao mesmo tempo, seus resultados ao processo internacional de padronização. Recentemente, com a IEC 61076-6, um passo importante foi tomado em direção à especificação de economia de peso e espaço do cabeamento para uma face do conector de par único compatível com a indústria.
Single Pair Ethernet – Dúvidas Frequentes
A ethernet de par único (SPE) garante, pela primeira vez, o uso eficiente em termos de custo da ethernet em todos os aspectos da automação industrial. A ethernet de par único usa um par de fios para transmitir dados a uma velocidade de até 1GBit/s. Isso torna a SPE ideal para aplicações industriais na era da Indústria 4.0 e IIoT. Este e-book gratuito intitulado Single Pair Ethernet fornece informações detalhadas sobre a ethernet de par único.
A ethernet tradicional requer dois ou quatro pares de fios. Em comparação, a SPE tem apenas um par. O que ajuda a reduzir os custos e peso e, graças a seu tamanho menor, possibilita acesso a novos dispositivos e ao nível de campo industrial consequente. Desta forma, a SPE forma a base para a IIoT.
A transmissão de potência também foi padronizada para os novos padrões de transmissão de SPE. PoDL Power over Data Line é o termo usado para descrever a fonte de alimentação eficaz de até 50W.
A tecnologia de Ethernet com base na IEEE 802.3bp 1000BASE-T1 já está disponível hoje e entrega uma transmissão com velocidade de 1 Gbit/s por meio de apenas um par de fios de cobre. A IEEE atualmente está trabalhando em uma nova norma para taxas de dados ainda mais altas de até 10 Gib/s (IEEE 802.3ch), as quais são exigidas para sensores de alta resolução e transmissões de vídeo. Além disso, está em desenvolvimento uma norma para apenas 10Mbit/s (IEE 802.3cg). Esta norma permite distâncias de transmissão de até 1.000 metros e pode, assim, substituir quase todos os tipos de barramento de campo.
O desenvolvimento de SPE começou com o Padrão BroadR-Reach, desenvolvido pela Broadcom Corporation. Após a indústria automotiva, a qual precisou de uma substituição para o barramento CAN, identificar esse novo método de transmissão baseado em TCP/IP, o grupo de trabalho da IEEE 802.3 publicou a primeira norma de SPE como a norma 100BASE-T1 em IEEE 802.3bw-2015 cláusula 96. A SPE agora está sendo adaptada aos requisitos da indústria.
Os projetos de padronização para conectores SPE a seguir estão sendo elaborados atualmente:
IEC 63171 – Padrão básico com todas as especificações necessárias e sequências de testes (CD em preparação)
IEC 63171-1 – conectores SPE pela CommScope com base no intertravamento LC para aplicações M1I1C1E1 (CDV disponível)
IEC 63171-2 – conectores SPE da Reichle & De-Massari para aplicações M1I1C1E1 (CD disponível)
IEC 63171-3 – conectores SPE da empresa Siemon com base em par individual dos conhecidos conectores Tera para aplicações M1I1C1E1 (NP disponível)
IEC 63171-4 – conectores SPE da BKS para aplicações M1I1C1E1 (NP disponível)
IEC 63171-5 – conectores SPE da empresa Phoenix Contact com base na face do conector IEC 63171-2 para aplicações M2I2C2E2 e M3I3C3E3 (CD disponível)
IEC 63171-6 (antiga IEC 61076-3-125) – conectores SPE das empresas HARTING e TE Connectivity para aplicações M2I2C2E2 e M3I3C3E3 (CDV disponível, FDIS em preparação e publicação final em 2019)
Em automação, a SPE permite que os níveis de campo sejam conectados através de Ethernet de Gbit/s. Isso torna as interferências no processamento de dados uma coisa do passado e com TSN, cada sensor tem funcionalidade em tempo real.
Cada 100 metros de cabos SPE são cerca de 1,6 kg mais leves que o cabo de ethernet padrão. Com essa redução de peso, um operador de trem pode economizar cerca de 14.000 euros em custos operacionais.
Com apenas um par de fios, os cabos SPE são muito mais finos, o que os torna mais flexíveis do que o cabo de ethernet padrão. Quanto mais fino o cabo, maior a capacidade de suportar ciclos de dobras e torções. O resultado é um tempo de vida útil mais longo e economia de custos. Portanto, SPE é o cabeamento ideal para aplicações futuras em robótica.
Isso é conhecido como compartilhamento de cabos e envolve a transmissão de SPE pelo cabo de ethernet de quatro pares. É teoricamente possível, mas não prático. O comprimento da transmissão para 1GBit SPE atualmente está limitado a 40 metros. Para garantir a transmissão segura, o cabo teria que seguir o padrão Cat. 7. Raramente esse é o caso. SPE deve ser visto como um complemento prático ao padrão de Ethernet e como uma substituição do barramento de campo.
Graças a dispositivos fêmeas muito pequenos, SPE é a tecnologia ideal para sensores de câmeras modernas em aplicações industriais. Elas precisam de altas taxas de dados por meio de uma interface pequenas e compacta. Nosso HARTING T1 Industrial atende esses requisitos conforme a IEC 63171-6.
A SPE Industrial Partner Network é o primeiro ponto de contato para aqueles usuários que desejam instalar redes ou dispositivos de SPE. All member companies see Single Pair Ethernet as the basis for fast and sustainable growth of the Industrial Internet of Things (IIoT). The partner network operates its own website around.
T1 Industrial – Ethernet de par único
Transmissão Ethernet por meio de apenas um par de cabos de cobre. A SPE (Ethernet de par único) é a tecnologia perfeita para conectar dispositivos de campo à rede Ethernet. A tecnologia Single Pair Ethernet é implementada com rapidez, economia de espaço, baixo custo e facilidade. Equipar sensores simples, câmeras e mais com interfaces de Ethernet posiciona a SPE como o facilitador de assuntos tais como a Indústria Integrada e a IIoT.
Disponível como: CONECTOR DE CABO | CONJUNTO DE CABOS | LADO DO DISPOSITIVO
Padrões de Ethernet de par único
Transferência de dados sem barreiras entre o molde e o nível de campo - a Ethernet de par único está mudando a comunicação industrial. Para tornar a tecnologia SPE amplamente disponível, a compatibilidade de dispositivos, cabos e conectores é uma prioridade máxima. Isso é garantido pela padronização internacional.
IEC 63171-6
Com a publicação da IEC 63171-6 em janeiro de 2020 pelo comitê de padrões IEC SC 48B para tecnologia de conexão, o padrão Single Pair Ethernet foi definido. O padrão de face de acoplamento IEC 63171-6 T1 Industrial Style foi o primeiro padrão enviado pela HARTING ao SC 48B para uma face de acoplamento Ethernet de par único já em 2016. A publicação deste padrão oferece aos usuários uma base de investimento confiável para redes IIoT à prova do futuro baseadas em Ethernet de par único. O IEC 63171-6 (estilo industrial) é um documento padrão completo com todas as especificações e sequências de teste necessárias, que é incorporado aos padrões atuais de cabeamento SPE da série de padrões ISO/IEC 11801-x para cabeamento estruturado.
A implementação do SPE nos documentos ISO/IEC 11801 é muito importante porque somente nesta norma os canais de cabeamento são descritos com todos os parâmetros necessários (comprimento, número de conexões, largura de banda e o conjunto completo de parâmetros de transmissão, incluindo NEXT, FEXT, propriedades de blindagem etc.) em relação ao ambiente - MICE e, portanto, podem ser verificados metrologicamente após a instalação.
Essa conexão de padrões de componentes a conectores e cabos fornece a todos os usuários de SPE diretrizes claras para a construção e o teste de links de transmissão apropriados.
O uso de componentes de cabeamento diferentes daqueles descritos na ISO/IEC 11801-3 Amd.1, por exemplo, é possível em princípio, mas eles não estão mais em conformidade com o padrão e apresentam o risco de incompatibilidade e perda de função. Por esse motivo, a ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 e a TIA TR-42 lançaram processos de seleção internacionais no início de 2018 para definir interfaces uniformes. Esses dois processos de seleção foram co-iniciados pelo IEEE 802.3, que solicitou uma recomendação para uma SPE Media Depended Interface (MDI) da ISO/IEC e da TIA.
Mais de 20 comitês nacionais de especialistas participaram desse processo de seleção. Como resultado desse processo de seleção, a face de acoplamento de acordo com a norma IEC 63171-6 com base na proposta da HARTING T1 Industrial tornou-se geralmente aceita para aplicações industriais e relacionadas à indústria (M2I2C2E2 e M3I3C3E3).
Ecossistema Ethernet de par único
Os líderes globais de tecnologia apoiam a IEC 63171-6
Interfaces padronizadas e uniformes são a chave para permitir que os fabricantes desenvolvam em conjunto o SPE-EcoSystem a partir de sensores, atuadores, unidades de controle e tecnologia de conexão e que os usuários criem soluções de automação adequadas a partir desses componentes.
Fundada em 2019, a SPE Industrial Partner Network, uma associação global de renomados líderes em tecnologia, está unida por trás da missão de padronização e da norma IEC 63171-6. Ele oferece ao grupo de usuários emergentes
Partner Network fornece recomendações claras para o desenvolvimento de futuras aplicações IIoT, é a plataforma central de informações e oferece segurança aos usuários de que a tecnologia é confiável.
