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Der zunehmende Digitalisierungsgrad industrieller Anlagen fordert eine Weiterentwicklung bestehender Ethernet-Verkabelungen. Insbesondere für Sensoren und lokale, modulare Steuereinheiten können herkömmliche Verkabelungskonzepte den neuen Anforderungen hinsichtlich Platzbedarf und Installationsaufwand nicht mehr gerecht werden.
Eine Lösung bietet Single Pair Ethernet (SPE), ein Ethernet-Standard für die Datenübertragung über ein einzelnes Adernpaar (2-Draht Ethernet). Single Pair Ethernet wurde entwickelt, um die Datenübertragung in industriellen Anwendungen zu vereinfachen und zu verbessern, indem sie eine einfache und kostengünstige Möglichkeit bietet, Ethernet-Netzwerke über vorhandene Leitungen aufzubauen.
Weidmüller setzt gemeinsam mit Partnerunternehmen aus der Verbindungstechnik auf die innovative Single Pair Ethernet-Technologie, um neue Industriestandards zu entwickeln. Diese Technologie ermöglicht eine durchgängige und wirtschaftliche Verbindung einer Vielzahl von Endgeräten im Industrial IoT, von der Sensorik im Feld bis in die Cloud.
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Single Pair Ethernet (SPE) ist eine Technologie, welche die wesentlichen Anforderungen für IIoT- und Industrie-4.0-Anwendungen erfüllt und entwickelt wurde, um eine durchgängige intelligente Vernetzung über alle Ebenen mit Industrial Ethernet zu ermöglichen.
Single Pair Ethernet-Lösungen sind skalierbar, deterministisch und vollständig kompatibel zu Protokollschichten oberhalb des Physical Layer 1, was es allen Komponenten in industriellen Anwendungen ermöglicht miteinander zu kommunizieren.
Neue Technologien müssen entwickelt werden, um die Ethernet-Technologie vom Sensor bis in die Cloud durchgängig zu gestalten und bestehende Feldbussysteme auf Prozessebene zu ergänzen.
Die aktuelle Ethernet-Technik ist für viele Use Cases im Industrial Internet of Things (IIoT) zu aufwendig, überdimensioniert und oft für die Anbindung der untersten Feldebene ungeeignet. SPE (2-Draht Ethernet) schafft Abhilfe, indem es große Leitungslängen mit kompakter Bauform und einfacher, robuster Verkabelung kombiniert, was speziell für zukünftige Anwendungsfälle in vielen Bereichen der Industrie von Vorteil ist.
Single Pair Ethernet (SPE) ist ein Ethernet-Standard, der die Datenübertragung über ein einzelnes Adernpaar (2-Draht Ethernet) ermöglicht. Diese Technologie wurde entwickelt, um industrielle Anwendungen zu vereinfachen und zu optimieren. SPE überträgt sowohl Daten als auch Energie (Power over Data Line) über ein einziges Adernpaar, wodurch der Verkabelungsaufwand reduziert und die Installation erleichtert wird.
SPE nutzt eine symmetrische Übertragungstechnik, bei der Daten über ein einziges Adernpaar in beide Richtungen gleichzeitig übertragen werden. Diese Technik ermöglicht stabile und zuverlässige Verbindungen auch über längere Strecken und unter schwierigen industriellen Bedingungen. Mit Übertragungsraten von 10 Mbit/s bei Übertragungslängen von bis zu 1000 Metern und bis zu 1 Gbit/s bei Übertragungslängen von maximal 40 Metern eignet sich SPE hervorragend für den Einsatz im Industrial IoT, von Sensoren bis hin zu Steuerungseinheiten.
Single Pair Ethernet (SPE) ist die perfekte Lösung für die Herausforderungen von Industrie 4.0 und dem Industrial Internet of Things (IIoT). Die Übertragung von Informationen von entfernten Sensoren und Geräten ist dank SPE kein Problem mehr. Mit standardisierten Schnittstellen und einer direkten Verbindung über eine Zweidrahtlösung können Daten und Energie über nur eine Leitung übertragen werden. Und das Beste: Mit SPE können Entfernungen bis zu 1.000 m überbrückt werden, was zu einer erhöhten Anlagenverfügbarkeit mit mehr Produktionsdaten führt. Durch die Reduktion auf nur ein Adernpaar wird der Verkabelungsaufwand deutlich reduziert.
Darüber hinaus ermöglicht Single Pair Ethernet (SPE) Daten- sowie Energieübertragung über Power over Data Line (PoDL) mit Übertragungsgeschwindigkeiten bis zu 1 GBit/s. Ein einheitliches Ethernet-basiertes Kommunikationssystem wird somit von Sensoren bis zur Cloud gewährleistet. Machen Sie sich bereit für die Zukunft - mit Single Pair Ethernet (SPE) als der Schlüsseltechnologie für die industrielle Kommunikation und Netzwerkinfrastruktur!
Möchten Sie in der Prozessindustrie auf Daten aus dem Feld zugreifen? Dann ist Ethernet APL die Lösung für Sie! Ethernet APL ist Teil von Single Pair Ethernet und wurde speziell für die Prozessindustrie entwickelt.
Weidmüller bietet qualifizierte Komponenten für beide Anwendungsbereiche. Für Single Pair Ethernet in der Industrie- und Gebäudeautomatisierung bietet Weidmüller miniaturisierte Steckverbinder, Patchkabel, werkzeuglos konfektionierbare Stecker für IP20- und IP67-Umgebungen. Für Ethernet APL in der Prozessindustrie bietet Weidmüller eine Vielzahl von Komponenten an, die für Ethernet APL qualifiziert sind, wie klassische Klemmen mit Schraub- oder Zugfederanschluss, OMNIMATE® Leiterplattenklemmen und Leiterplattensteckverbinder , Einbau- und feldkonfektionierbare Stecker (M12).
Verwenden Sie Ethernet APL, um auf Daten aus dem Feld in einer anspruchsvollen, industriellen Umgebung zuzugreifen, und profitieren Sie von zuverlässiger Datenübertragung und gleichzeitiger Stromversorgung über Twisted-Pair-Kabel von bis zu 1.000 m, während gleichzeitig die intrinsische Sicherheit berücksichtigt wird.
Single Pair Ethernet (2-Draht Ethernet) beschreibt verschiedene Ethernet-Standards, basierend auf IEEE 802.3 und ermöglicht Übertragungsraten, die auch für komplexe Sensorik-Komponenten ausreichend sind. Bei einer Kabelübertragungslänge von bis zu 1.000 m sind 10 Mbit/s möglich, während gemäß Standard bei einer Kabelübertragungslänge von 40 m eine Datenrate von 100 Mbit/s bis 1 Gbit/s erreicht werden können.
Es zeigt sich aber auch, dass die standardisierte minimale Übertragungslänge bei 100 Mbit und Gigabit von 40 m durch den Einsatz geeigneter Infrastrukturkomponenten deutlich erhöht werden kann.
Mit Single Pair Ethernet (SPE) wird die Stromversorgung von Peripheriegeräten nun noch einfacher und flexibler. Dank der Power over Data Line-Technologie (PoDL) kann die Stromversorgung der angeschlossenen Geräte über das Datenkabel erfolgen, ohne dass eine separate Stromversorgungsleitung erforderlich ist. PoDL bietet verschiedene Spannungsebenen von 24V bis 48V und kann Leistungsklassen von bis zu 52W am Power Source Equipment (PSE) bereitstellen. Das macht den Einsatz von Single Pair Ethernet noch effizienter und spart Platz sowie Kosten.
Single Pair Ethernet (SPE) ist eine bahnbrechende Innovation, die zukunftsweisende Anwendungsbereiche auf effiziente und kostensparende Weise unterstützt. Im Vergleich zum herkömmlichen Ethernet ermöglicht SPE eine intelligentere, durchgängige Vernetzung, die skalierbar, deterministisch und vollständig kompatibel ist.
Im Gegensatz zu Bussystemen ermöglicht SPE (2-Draht Ethernet) eine nahtlose Anbindung von Feldgeräten wie Sensoren, was eine echtzeitfähige Datenübertragung von der Feldebene bis in die Cloud mittels durchgängiger TCP/IP-Kommunikation ermöglicht. Dies geschieht ohne zusätzliche Gateways oder doppelte Infrastruktur für Steuerung und IT, was einen entscheidenden Vorteil gegenüber anderen Systemen bietet.
Der IEC-Standard IEC 63171 befasst sich mit der Standardisierung der Verbindungstechnik von Single Pair Ethernet. In dem Standard werden Basisinformationen, Prüftechniken und Anforderungen an SPE-Steckerverbinder definiert. Die Standards umfassen elektrische und übertragungstechnische Eigenschaften sowie unterschiedliche Steckgesichter. Zudem werden im Rahmen des Standards das MICE-Konzept (Mechanical, Ingress, Climatic und Electromagnetic) eingebunden, welches sich mit Umgebungsbedingungen und Einsatzgebieten befasst.
IEC 63171: Basisnorm
Die Single Pair Ethernet System Alliance (SPESA) ist ein Zusammenschluss führender Unternehmen, die sich das Ziel gesetzt hat, das enorme Potenzial der neuen SPE-Technologie optimal für die Zukunft nutzbar zu machen. Die Single Pair Ethernet System Alliance fördert den Austausch zwischen Experten aus verschiedensten Technologiebereichen mit dem Ziel die Single Pair Ethernet-Technologie in möglichst vielen Märkten und Applikationen zu etablieren sowie einen gemeinsamen Marktstandard zu schaffen.
Zur schnellen Implementierung von Single Pair Ethernet verfolgt die SPESA zusätzlich das Ziel das Know-How über die Technologie aufzubauen und zeitgleich technologische Hürden zur Implementierung abzubauen.
Sie benötigen weitere Informationen zur Single Pair Ethernet-Technologie und SPE-Produkten von Weidmüller? Wir haben für Sie weiterführende Informationen zusammengestellt, die wir Ihnen als Download zur Verfügung stellen. Laden Sie sich gerne unsere Broschüre oder Whitepaper herunter, um genau die Informationen zu bekommen, die Sie für Ihre Einsatzfelder benötigen. Nutzen Sie diese Ressourcen, um die passende Single Pair Ethernet-Lösung für Ihren individuellen Bedarf zu finden.
Ueli Iff
Area Sales Manager Mittelland | Business Development Manager
