SPE verwendet ein einziges Leitungspaar, um Übertragungsgeschwindigkeiten von 10 Mbit/s, 100 Mbit/s und 1 Gbit/s pro Sekunde zu erreichen und ermöglicht Punkt-zu-Punkt- und Mehrpunkt-Kommunikation. Die Übertragungsdistanz von 10 Mb/s kann bis zu 1000 Meter erreichen und SPE wird endlich das Internetprotokoll in die Feldgeräte bringen. Über das vorhandene Single-Wire-Paar von M8- und M12-Schnittstellen kann eine Vollduplex-Kommunikation realisiert werden, und die Leistung kann 50 W erreichen.
Bei kürzeren Distanzen, beispielsweise 40 Meter, ist SPE eine kleine Lösung mit Hochgeschwindigkeitsleistung. Da SPE ein Datenübertragungspaar verwendet, kann es ohne spezielle Kabel ausreichend Strom für Feldgeräte bereitstellen. Es ist eine Alternative zur Implementierung von Industrial Ethernet im Feld, das feldverfügbare Steckverbinder umfasst.
Darüber hinaus wird SPE von bestehenden Industrieprotokollen aufgerüstet, da es über längere Distanzen höhere Vollduplex-Kommunikationsgeschwindigkeiten erreichen kann. Einige traditionelle Kommunikationstechnologien erlauben nur Halbduplex-Kommunikation bei niedrigeren Geschwindigkeiten und kürzeren Entfernungen. Betrachtet man das im Standard definierte industrietaugliche SPE und vergleicht es mit dem bestehenden Industrial Ethernet und anderen Industrieprotokollen, so stellt man fest, dass SPE eine zukunftsfähige Lösung ist, die in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden kann, aber auch für die Cloud Highspeed-Kommunikation.
Single Pair Ethernet: Upgrade bestehender Industrieanwendungen
Neben den marktüblichen Industrial-Ethernet-Lösungen können auch andere industrielle Anwendungsprotokolle vom SPE-Einsatz profitieren. Sowohl IO-Link als auch PROFINET sind Kommunikationsstandards zur Anbindung digitaler Feldgeräte an Steuerungen in industriellen Anwendungen.
IO-Link funktioniert auf ungeschirmten dreiadrigen Kabeln mit M5-, M8- und M12-Steckverbindern mit Geschwindigkeiten von bis zu 321 Kbit/s in einer Entfernung von nicht mehr als 20 Metern. Auf der anderen Seite verwendet das Frontend zwei Paare von 100Base-TX für die Datenübertragung, und die Geschwindigkeit kann bei einer Entfernung von mehr als 100 Metern 100Mb/s erreichen. Abbildung 5 zeigt einen Vergleich zwischen IO-Link-, PROFINET- und SPE-Kabeln mit M8-Gehäuse.
SPE unterstützt einen breiten Geschwindigkeitsbereich in einer einzigen Steckverbinderlösung und ist somit ein ideales Upgrade auf IO-Link, PROFINET und andere industrielle Kommunikationsstandards. Insbesondere können mit 10 Mb/s SPE größere Entfernungen (bis zu 1 km) und weniger Verkabelung (zwei Drähte) erreicht werden. Ebenso hat 1 Gb/s SPE das Potenzial, 100Base-TX PROFINET aufzurüsten, um höhere Übertragungsgeschwindigkeiten bereitzustellen.
Da das Anwendungsfeld beginnt, auf das Ethernet-Protokoll umzusteigen, müssen Feldgeräte weiterhin die Übertragungskapazität erhöhen. SPE kann über eine einfache Zweidraht-Schnittstelle schnelles Gigabit-Ethernet bereitstellen, was die Implementierung von Ethernet vom Feld in die Cloud erleichtert. Wir haben gesehen, wie Endbenutzer, Lieferanten, Systemintegratoren und Komponentenhersteller zusammengekommen sind, um Spezifikationen (IEC, IEEE) zu veröffentlichen, die auf SPEs in ihren spezifischen Marktbereichen abzielen. Diese Art der Zusammenarbeit und Partnerschaft unterstreicht die Bedeutung von Single-Pair-Ethernet für industrielle Anwendungen.
SPE bietet Vorteile bei der Hochgeschwindigkeitskommunikation und ermöglicht die Verwendung von Standardgehäusen in Industriequalität, die den rauesten Umgebungen standhalten. Diese Faktoren machen SPE zu einer idealen Upgrade-Lösung für Low-Speed- und High-Speed-Protokolle mit einer einzigen Anschlussschnittstelle.
