Single Pair Ethernet (SPE)

Von Zeit zu Zeit erleben wir einen Technologiesprung. Jetzt erleben wir genau einen dieser Momente. Kürzlich haben mehrere Hersteller zusammengearbeitet und eine neue Ethernet-Verbindung eingeführt. Einpaariges Ethernet, oder SPE (Single Pair Ethernet), ist die Verwendung von zwei Kupferleitungen, die Daten mit Geschwindigkeiten von bis zu 1 Gbit/s über kurze Entfernungen übertragen können und gleichzeitig die Stromversorgung über die Datenleitung (PoDl) ermöglichen. Dies könnte ein großer Schritt vorwärts in der Fabrikautomation, der Gebäudeautomatisierung, dem Aufstieg intelligenter Autos und der Eisenbahn sein. Schnelligkeit bei der Datenerfassung und -übertragung ist für alle Branchen von entscheidender Bedeutung. Ob es um den Ausbau von Sensornetzwerken in Fabriken und Anlagen oder den Bau autonomer Fahrzeuge geht, es werden riesige Datenmengen gesammelt. Die Fähigkeit, diese Daten zuverlässig zu erfassen und zu übertragen, wird heute mehr denn je benötigt.

Das SPE Industrial Partner Network wurde gebildet, um einen neuen universellen Standard für die Kommunikation über Ethernet, IEC 63171-6, zu schaffen. HARTING, Würth Electronics und andere haben ein Ökosystem von Kommunikationsprotokollen, Verkabelungen, Steckverbindern und Geräten zur Unterstützung der neuen Technologie aufgebaut.

(Bildquelle: HARTING)

Wie es funktioniert. Standard-Ethernet arbeitet mit mehreren Paaren aus Kupferlitzen zur Übertragung von Daten. Für die Übertragung von Daten mit 100 Mbit/s sind zwei Paare erforderlich, für die Übertragung mit 1 Gbit/s sind vier Paare erforderlich. Das bedeutet, dass die Kabel bei einer höheren Anzahl von Anschlüssen und Geräten größer sein müssen. Mit der Größenordnung der Anzahl der Sensoren im gesamten Herstellungsprozess steigt auch der Verkabelungsaufwand dramatisch an. Das ist teuer und benötigt viel wertvollen Platz. Die Übertragung dieser großen Datenmengen über kleinere Pfade ist jetzt erforderlich. SPE kann mit Geschwindigkeiten von 1 Gbit/s über Entfernungen von bis zu 40 Metern übertragen und auch PoDl anbieten.

Wo ist es sinnvoll, SPE zu verwenden? Jede Anwendung erfordert andere Lösungen. Der Übergang von Standard-Ethernet zu SPE ist nicht immer sinnvoll. In manchen Situationen kann die Umstellung sogar unerschwinglich sein, insbesondere wenn man die Anzahl der Schnittstellen und Geräte berücksichtigt, die umgestellt werden müssten. Und große Fabriken können zum Beispiel einfach zu groß sein, um SPE umzusetzen. Es kann jedoch in Anwendungen sinnvoll sein, bei denen neben der Übertragungsgeschwindigkeit für große Datenmengen auch das Gewicht eine wichtige Rolle spielt. Denken Sie an Automobil- und Eisenbahnanwendungen. Im Automobilbereich werden intelligente Autos die Vorteile von SPE in vielen Bereichen nutzen können, zum Beispiel für das eigenständige Einparken, das Erkennen von Fahrspurwechseln und der automatischen Notbremsung.

Die Implementierung von SPE in die Gebäudeautomatisierung ist ein weiterer potenzieller Markt. Da viele Unternehmen zu „intelligenten“ Technologien übergehen, um ihre Gebäude energieeffizienter zu machen, ist der Einbau von Sensoren erforderlich. Für die Gebäudeautomation werden u.a. Beleuchtungssensoren, Temperatursensoren, Anwesenheitssensoren und Feuchtigkeitssensoren benötigt. Obwohl viele dieser Sensoren drahtlos sein können und nur wenig Bandbreite benötigen, benötigen sie dennoch Strom. Das vierpaarige Ethernet ist natürlich in der Lage, die Last zu bewältigen. Durch die Verwendung von einpaarigem Ethernet wird der Verkabelungsaufwand jedoch erheblich reduziert. Die Kombination von Sensoren und IoT-verbundenen Geräten für ein einzelnes Gebäude kann in die Hunderte oder sogar Tausende gehen. Dadurch wird der Bedarf an geringerem Verkabelungsaufwand noch größer. Durch die Integration von SPE in die Gebäudeautomatisierung können Unternehmen erhebliche finanzielle Investitionen einsparen und gleichzeitig in die Lage versetzt werden, große Datenmengen schnell zu verarbeiten.

DigiKey hat vor kurzem damit begonnen, sein Produktportfolio um SPE-Produkte wie den industriellen T1-Steckverbinder von Harting sowie SPE-Produkte von Würth Electronics zu erweitern. Bitte besuchen Sie unsere neue SPE-Seite für weitere Informationen zu Produktdetails und Spezifikationen.