Single-Pair Ethernet (SPE)

Una volta ogni tanto si verifica un balzo in avanti nella tecnologia. Oggi è uno di quei momenti. Recentemente, parecchi produttori hanno introdotto congiuntamente una nuova connessione Ethernet. La tecnologia Single-Pair Ethernet (SPE) consiste nell'utilizzo di due fili di rame che possono trasmettere dati a una velocità fino a 1 Gbps su distanze brevi, fornendo contemporaneamente alimentazione su linea dati (PoDl). Ciò potrebbe rappresentare un enorme passo avanti per l'automazione delle fabbriche e degli edifici, l'affermazione delle auto e delle ferrovie intelligenti. La velocità di acquisizione e di trasmissione dei dati è essenziale in tutti i settori. Che si tratti dell'espandersi delle reti di sensori nelle fabbriche e negli impianti o della costruzione di veicoli autonomi, vengono raccolte quantità massicce di dati. La possibilità di acquisire e trasmettere tali dati in modo affidabile è oggi più che mai necessaria.

SPE Industrial Partner Network è stata fondata per creare un nuovo standard universale delle comunicazioni via Ethernet, IEC 63171-6. HARTING, Würth Electronics e altri hanno stabilito un ecosistema di protocolli di comunicazione, cablaggi, connettori e dispositivi in grado di supportare la nuova tecnologia.

(Immagine per gentile concessione di HARTING)

Ecco come funziona. La tecnologia standard Ethernet utilizza più coppie di fili di rame per trasmettere dati. Per trasmettere 100 Mbps di dati erano necessarie due coppie, per 1 Gbps servono quattro coppie. Perciò i cavi devono essere più grandi con connessioni e dispositivi più grandi. Con l'enorme numero di sensori utilizzati nel processo di produzione, la quantità di cablaggio necessaria aumenta a sua volta in modo esponenziale. Ciò comporta costi notevoli e richiede grandi quantità di spazio prezioso. Occorre perciò trasmettere queste grandi quantità di dati lungo percorsi più piccoli. SPE può trasmettere a velocità di 1 Gbps su distanze fino a 40 metri offrendo inoltre l'alimentazione tramite PoDl.

Dove ha senso utilizzare la SPE? Ogni applicazione richiede una soluzione a sé. Passare alla SPE dall'Ethernet standard potrebbe non essere sempre una scelta sensata. In alcune situazioni la transizione potrebbe persino avere costi proibitivi, specialmente se si considera l'alto numero di interfacce e di dispostivi da sostituire. Le grandi fabbriche, ad esempio, potrebbero avere dimensioni troppo grandi per adottare la SPE. L'adozione della SPE potrebbe aver senso nelle applicazioni in cui il peso è un fattore importante, oltre alla velocità di trasmissione di grandi quantità di dati. Pensate alle applicazioni in campo automotive e ferroviario. Nelle applicazioni automotive, le auto intelligenti potranno beneficiare della SPE, che consentirà loro di parcheggiarsi da sole, individuare cambi di corsia e frenare automaticamente in caso di emergenza.

Un altro mercato potenziale per la SPE è l'automazione degli edifici. La transizione di molte aziende verso tecnologie intelligenti, in grado di rendere gli edifici più efficienti dal punto di vista energetico, comporta l'integrazione di sensori. Per l'automazione degli edifici servono sensori di illuminazione, sensori di temperatura, sensori di presenza e sensori di umidità, tanto per citarne alcuni. Se è vero che molti di questi sensori possono essere wireless e necessitare di poca larghezza di banda, hanno comunque bisogno di energia. L'Ethernet a quattro coppie è naturalmente in grado di gestire il carico ma l'utilizzo della SPE implica una notevole riduzione del cablaggio. Tra sensori e dispositivi connessi all'IoT per un unico edificio parliamo di centinaia, persino di migliaia di elementi, il che rende ancora più urgente la necessità di un cablaggio più piccolo. L'integrazione della SPE nell'automazione degli edifici può in teoria far risparmiare alle aziende ingenti investimenti, consentendo loro di elaborare velocemente grandi quantità di dati.

DigiKey ha recentemente iniziato ad aggiungere al suo portafoglio prodotti Single-Pair Ethernet per il connettore industriale T1 Single-Pair Ethernet di Würth Electronics. Per maggiori informazioni sulle caratteristiche dei prodotti e sulle specifiche visitate la pagina SPE.