Single-Pair-Ethernet (SPE) auf Deutsch
Von: Eric J. Halvorson
2020-08-13
Von Zeit zu Zeit erleben wir einen Technologiesprung. Genau so einen Moment erleben wir jetzt. Vor kurzem haben mehrere Hersteller in Zusammenarbeit eine neue Ethernet-Verbindung vorgestellt. Single Pair Ethernet, oder SPE, ist die Verwendung von zwei Kupferdrähten, die Daten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1 Gbit pro Sekunde über kurze Distanzen übertragen können und gleichzeitig Power over Data-Line (PoDL) liefern. Dies könnte ein großer Fortschritt in der Fabrik- und Gebäudeautomatisierung, beim Aufkommen intelligenter Autos und bei Eisenbahnen werden. Geschwindigkeit bei der Datenerfassung und -übertragung ist für alle Branchen unerläßlich. Ob wir nun den Ausbau von Sensornetzwerken in Fabriken und Anlagen oder den Bau autonomer Fahrzeuge betrachten, 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 hat sich zusammengeschlossen, um einen neuen universellen Standard für die Kommunikation über Ethernet zu schaffen, die IEC 63171-6. Die Firmen HARTING, Würth Electronics und andere haben ein Ökosystem von Kommunikationsprotokollen, Verkabelungen, Steckverbindern und Geräten aufgebaut, um die neue Technologie zu unterstützen.
(Bildquelle: HARTING)
Wie es funktioniert ?
Standard-Ethernet arbeitet mit mehreren Kupferdrahtpaaren zur Datenübertragung. Um 100 MB Daten zu übertragen, wurden zwei Paare benötigt, für 1 GB werden vier Paare benötigt. Das bedeutet, daß die Kabel bei größeren Anschlüssen und Geräten größer sein müssen. Mit der Größe der Anzahl der Sensoren im gesamten Herstellungsprozeß steigt auch die Menge der benötigten Verkabelung dramatisch an. Das ist teuer und beansprucht Unmengen an wertvollem Platz. Die Übertragung dieser großen Datenmengen über kleinere Pfade ist nun aber erforderlich. SPE kann mit Geschwindigkeiten von 1 GB/s über Entfernungen von bis zu 40 Metern übertragen und bietet zudem PoDL.
Wo macht es Sinn, SPE einzusetzen ?
Jede Anwendung erfordert eine andere Lösung. Ein Umstieg von Standard-Ethernet auf SPE ist nicht immer sinnvoll. In manchen Situationen kann die Umstellung sogar kostspielig sein, besonders wenn man die Anzahl der Schnittstellen und Geräte bedenkt, die umgestellt werden müßten. Große Fabriken zum Beispiel können zu groß sein, um SPE zu implementieren. Es kann jedoch in Anwendungen Sinn machen, bei denen neben der Übertragungsgeschwindigkeit für große Datenmengen auch das Gewicht ein wichtiger Faktor ist. Denken Sie an Automobil- und Bahnanwendungen. Im Automobilbereich werden intelligente Autos die Vorteile von SPE nutzen können, um z.B. selbständig einzuparken, Spurwechsel zu erkennen und eine automatische Notbremsung einzuleiten.
Die Implementierung von SPE in die Gebäudeautomation ist ein weiterer potenzieller Markt. Da sich viele Unternehmen in Richtung “Smart”-Technologien bewegen, um ihre Gebäude energieeffizienter zu machen, ist die Einbindung von Sensoren erforderlich. Beleuchtungs-, Temperatur-, Anwesenheits- und Feuchtigkeitssensoren, um nur einige zu nennen, werden für die Gebäudeautomatisierung benötigt. Obwohl viele dieser Sensoren drahtlos sein können und wenig Bandbreite benötigen, benötigen sie dennoch Strom. Vierpaariges Ethernet ist natürlich in der Lage, die Last zu bewältigen. Die Verwendung von Single Pair Ethernet bedeutet jedoch, daß der Verkabelungsaufwand deutlich reduziert wird. Die Kombination von Sensoren und IoT-verbundenen Geräten in einem einzigen Gebäude kann in die Hunderte oder sogar Tausende gehen. Das macht den Bedarf an einer kleineren Verkabelung noch größer. Die Einbindung von SPE in die Gebäudeautomatisierung kann Unternehmen potenziell erhebliche finanzielle Investitionen ersparen, während sie gleichzeitig in der Lage sind, große Datenmengen schnell zu verarbeiten.
Digi-Key hat vor kurzem begonnen, Single Pair Ethernet-Produkte für T1 Industrial Single Pair Ethernet Connector und Würth Electronics in sein Produktportfolio aufzunehmen.
Bitte besuchen Sie hierzu auch unsere neue SPE landing page für weitere Informationen zu Produktdetails und Spezifikationen unter SPE Industrial Partner Network – ENABLER For IIoT – COMMITTMENT For IEC 63171-6: https://www.single-pair-ethernet.com.
Über den ursprünglichen Autor
Eric Halvorson, Partnership Marketing Manager – Strategic Programs, ist seit über 12 Jahren bei Digi-Key. Eric konzentriert sich auf den Markt für industrielle Automatisierung. Er absolvierte das Northland Community and Technical College im Jahr 2011 mit einem AAS-Abschluß im Bereich Elektrotechnik und automatisierte Systeme. Bis vor kurzem war Eric als Produktmanager im Bereich Elektromechanik mit Schwerpunkt Schalter tätig. Eric verbringt seine Freizeit gerne mit Holzarbeiten und Reparaturen.