Come fornire connessioni robuste per le città intelligenti utilizzando Single-Pair Ethernet

Tutti sanno che le città intelligenti si basano su una solida rete di sensori per monitorare il traffico, la qualità dell'aria e altri servizi. I flussi di dati risultanti vengono poi analizzati per ottenere informazioni essenziali sull'utilizzo delle infrastrutture, portando a una migliore gestione dei servizi, delle risorse e dell'energia per migliorare comodità, sicurezza ed efficienza.

Alla base di queste reti vi sono tecnologie di comunicazione dati come Single-Pair Ethernet (SPE), che semplificano la connettività e riducono i requisiti infrastrutturali per i progettisti delle città intelligenti. Tuttavia, condizioni ambientali difficili possono minare l'affidabilità della connessione laddove le linee SPE sono maggiormente esposte: all'endpoint. Diamo un'occhiata a SPE e a come Bulgin supporti la comunicazione IP ininterrotta per una connettività più affidabile.

SPE semplifica la connettività dei dispositivi

A differenza dell'Ethernet tradizionale, che utilizza due o quattro doppini intrecciati, SPE ne utilizza solo uno, consentendo l'impiego di cavi leggeri che riducono i costi infrastrutturali. Tuttavia, SPE può comunque trasportare dati ed energia su una singola linea, il che lo rende ideale per le infrastrutture delle città intelligenti, come le telecamere di videosorveglianza.

Un altro vantaggio di SPE è che supporta protocolli Ethernet standard come PROFINET, EtherNet/IP, OPC UA e Modbus TCP, consentendo ai sensori di connettersi direttamente a reti più ampie e al cloud senza richiedere un gateway per la conversione del protocollo. Sfruttando standard come 10BASE-T1L (IEEE 802.3cg-2014), che fornisce una velocità fissa di 10 Mbps su distanze fino a 1 km, è possibile ridurre ulteriormente il numero di gateway, abbassando i costi di implementazione e razionalizzando le reti, mantenendo al contempo una comunicazione full-duplex coerente.

Si tratta di una grande vittoria per semplificare la costruzione di città intelligenti, ma indipendentemente dalla lunghezza del cavo, è necessario garantire che le connessioni a ciascuna estremità siano altamente affidabili. Questa affidabilità richiede che gli endpoint esposti, come lampioni, sensori di traffico e infrastrutture di parcheggio, siano resistenti all'acqua, alla polvere e alle manomissioni.

Una soluzione robusta per le connessioni SPE

Per affrontare queste sfide, la serie 4000 di Bulgin offre un innovativo design del connettore SPE che soddisfa i gradi di protezione IP66, IP68 e IP69K una volta accoppiato, garantendo una tenuta stagna antipolvere e resistenza ai lavaggi ad alta pressione e ad alta temperatura. Sia che vengano utilizzati in condizioni meteo avverse o sottoposti a pulizia manuale o automatica, i connettori rimangono sicuri e protetti grazie a un sistema di chiusura a baionetta a torsione rapida e antimanomissione che circonda la porta SPE centrale. Per le città costiere, la serie 4000 è inoltre conforme alla norma EN60068-2-52 per un'elevata resistenza alla nebbia salina, mentre una temperatura di funzionamento da -40 a 80 °C garantisce che questi connettori possano gestire condizioni stagionali molto variabili.

Con valori nominali di corrente e tensione rispettivamente di 4 A e 60 V c.c., queste soluzioni offrono caratteristiche elettriche robuste per supportare Power over Data Line (PoDL) e semplificare l'implementazione delle infrastrutture delle città intelligenti. Un design schermato a doppio conduttore supporta inoltre un'elevata integrità del segnale in applicazioni con rumore elettromagnetico, come le stazioni di ricarica per veicoli elettrici (EV).

La serie 4000 comprende diversi cavi assemblati disponibili in lunghezze di 1, 2, 3 o 5 metri con sezioni dei conduttori di 22 o 26 AWG per garantire la flessibilità. Tre opzioni di terminazione supportano l'applicazione di giunzione delle connessioni SPE in numerose applicazioni per le città intelligenti.

Ad esempio, PXPSPE4030/1M/22 (Figura 1) è un cavo assemblato da 1 m, 22 AWG dotato di terminazioni con connettore SPE Buccaneer e T1 SPE a estremità singola di Bulgin per un'integrazione flessibile. Questa soluzione è ideale per realizzare collegamenti brevi all'interno di armadi tra scatole di controllo e sensori nelle vicinanze.

Figura 1: Il cavo assemblato PXPSPE4030/1M/22 è dotato di terminazioni con connettore SPE Buccaneer e T1 SPE a terminazione singola di Bulgin per un'integrazione flessibile. (Immagine per gentile concessione di Bulgin)

In alternativa, PXPSPE4031/3M/22 (Figura 2) presenta un design a due estremità che offre tutti i vantaggi di durata della serie 4000 su entrambe le estremità del cavo. Questo cavo assemblato di media lunghezza, sigillato e lungo 3 m, è ideale per collegare dispositivi esterni, come telecamere TVCC, a switch o access point wireless.

Figura 2: Grazie alle terminazioni SPE Buccaneer a due estremità, il cavo assemblato PXPSPE4031/3M/22 supporta connessioni robuste tra involucri sigillati. (Immagine per gentile concessione di Bulgin)

Bulgin fornisce anche prodotti come PXPSPE4034/5M/26, che presenta una terminazione a filo per il collegamento diretto alle morsettiere. Con una lunghezza di 5 m e l'opzione di cavo più sottile da 26 AWG, questa terminazione offre una soluzione discreta per collegare l'infrastruttura esistente a sensori intelligenti sigillati a distanza, per casi d'uso quali il monitoraggio della qualità dell'aria in impianti HVAC.

Connettori montati a pannello, come PXPSPE4032 (Figura 3), completano l'ecosistema e sono compatibili con tutti i cavi assemblati PXPSPE403X. È possibile utilizzare anche cavi T1 SPE standard su entrambi i lati, anche se in questo modo vien meno l'elevata protezione contro l'infiltrazione di acqua.

Figura 3: I connettori per montaggio a pannello come PXPSPE4032 sono compatibili con tutti i cavi assemblati PXPSPE403X. (Immagine per gentile concessione di Bulgin)

Conclusione

Mentre SPE semplifica le implementazioni nelle città intelligenti, la serie 4000 di Bulgin offre un ecosistema flessibile per l'implementazione di connessioni SPE affidabili, in particolare per endpoint esposti in cui la robustezza è essenziale.