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單對(duì)以太網(wǎng)(SPE)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

時(shí)間:2021-04-23 16:00:55來源:千家網(wǎng)

導(dǎo)語:?盡管單對(duì)以太網(wǎng)(SPE)已經(jīng)存在一段時(shí)間了,但盡管該技術(shù)有潛在的好處,但采用它的道路并不完全平坦。

  由于各種實(shí)際和技術(shù)原因,SPE是網(wǎng)絡(luò)圈中一股日益增長的力量,它與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)尤其相關(guān)。SPE價(jià)值主張的核心是,與現(xiàn)有的4對(duì)布線和傳統(tǒng)的IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)相比,它提供了更好的性能。

  SPE在單雙絞線上運(yùn)行,可以在1km的距離上提供10mbps的速度,這是10/100/1000BASE-T以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)下100米最高速度的重大升級(jí)。這是通過IEEE802.3g以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),也稱為10BASE-T1L。BASE-T1標(biāo)準(zhǔn)最初的市場是汽車市場,但更近的802.3g使該標(biāo)準(zhǔn)適用于智能建筑和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場。

以太網(wǎng)

  SPE的功率和距離

  1km的操作距離使SPE成為大范圍工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的理想選擇,需要更少復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)大工廠或完整工業(yè)現(xiàn)場的覆蓋。不過,SPE還有另一個(gè)竅門,它使用與PoE相似的單對(duì)供電技術(shù),為設(shè)備供電。雖然PoDL(數(shù)據(jù)線功率)只能提供相對(duì)較低的功率,在短距離上約為50W,在整個(gè)1公里內(nèi)逐漸減少,但對(duì)于設(shè)計(jì)在低功率足跡內(nèi)運(yùn)行的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來說,這仍然是有益的。

  更輕、更薄、更便宜

  CAT6布線的好處也很顯著。一個(gè)新的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目可能會(huì)安裝大量的新電纜。盡管如此,由于SPE只需要四分之一的物理電纜(一對(duì)而不是四對(duì)),成本可以顯著降低。此外,SPE電纜的重量和直徑只有電纜的四分之一,可以更好地利用現(xiàn)有的導(dǎo)管空間,減少重量支撐要求。最后,SPE通常可以對(duì)現(xiàn)有的4對(duì)銅電纜進(jìn)行改造,進(jìn)一步降低了安裝成本。

  網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?biāo)準(zhǔn)化

  行業(yè)對(duì)SPE感興趣的一個(gè)關(guān)鍵原因是,它提供了跨整個(gè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的機(jī)會(huì)。以前,以太網(wǎng)一直是絕大多數(shù)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn),但不是在所謂的“現(xiàn)場”級(jí),在那里各種總線系統(tǒng)已經(jīng)司空見慣。

  傳統(tǒng)上,這樣做的一個(gè)原因是,BUS系統(tǒng)只需要雙對(duì)電纜,而不是老式的以太網(wǎng)4對(duì)電纜,當(dāng)考慮到整個(gè)工業(yè)安裝的數(shù)千個(gè)傳感器和執(zhí)行器時(shí),這大大節(jié)省了成本。這種標(biāo)準(zhǔn)化意味著將不再需要當(dāng)前用于彌合以太網(wǎng)-總線差距的網(wǎng)關(guān)陣列,這大大減輕了維護(hù)這種經(jīng)常定制的遺留軟件的人員的負(fù)擔(dān)。

  標(biāo)準(zhǔn)化:安全風(fēng)險(xiǎn)?

  標(biāo)準(zhǔn)化確實(shí)為未來的SPEIIoT部署提出了新的考慮——安全性。那些運(yùn)行串行總線技術(shù)的傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)有效地將現(xiàn)場級(jí)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的其他部分隔離開來。切換到SPE意味著現(xiàn)場級(jí)設(shè)備將必須接受與任何其他連接企業(yè)硬件相同的審查,不可避免地需要偶爾進(jìn)行OTA(通過空中傳輸)錯(cuò)誤修復(fù)、協(xié)議更新等。

  幸運(yùn)的是,隨著SPE的帶寬和功率交付,較新的符合SPE的設(shè)備不應(yīng)該受到傳統(tǒng)IIoTOTA障礙的技術(shù)限制。不過,任何老式設(shè)備可能都不那么容易駕馭。純以太網(wǎng)還具有避免無線替代方案的許多安全挑戰(zhàn)的優(yōu)點(diǎn),盡管主要是從本地截取的角度來看。

  斷開連接的連接器標(biāo)準(zhǔn)

  采用SPE還存在其他障礙,如常見的標(biāo)準(zhǔn)化。雖然SPE和IEEE802.3g以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)建立,但問題出現(xiàn)在連接器端,市場上已經(jīng)有兩種不同的連接器實(shí)現(xiàn)。兩者都是基于標(biāo)準(zhǔn)的。SPE工業(yè)合作伙伴網(wǎng)絡(luò)促進(jìn)IEC63171-6中定義的T1接口,而SPE系統(tǒng)聯(lián)盟目前支持IEC63171-2。未來的情況還很不明朗——一個(gè)連接器是否會(huì)被整個(gè)行業(yè)所接受,或者兩種連接器是否會(huì)繼續(xù)共存,也許是在特定的垂直領(lǐng)域,這些問題將在未來幾個(gè)月得到解答。

  SPE工業(yè)合作伙伴網(wǎng)絡(luò)成員包括Harting、TEConnectivity、Hirose、AmphenolICC和Molex。同時(shí),SPE系統(tǒng)聯(lián)盟將PhoenixContact、Weidmüller和SICK作為其支持者。這兩個(gè)組織的關(guān)注點(diǎn)也各不相同,網(wǎng)絡(luò)聚焦于工業(yè)應(yīng)用,而聯(lián)盟則著眼于包括汽車和智能建筑在內(nèi)的各個(gè)領(lǐng)域。

  SPE前景光明

  顯然,SPE可以為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)部署,以及汽車和航空電子行業(yè)提供很多服務(wù)。雖然連接器的混亂可能在短期內(nèi)阻礙采用,但長期的未來看起來是光明的。展望日益互聯(lián)的制造和基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)鏈的需求,很明顯,為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供強(qiáng)大連接和動(dòng)力的統(tǒng)一以太網(wǎng)將是未來一段時(shí)間內(nèi)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)部署的一個(gè)強(qiáng)有力的概念。

標(biāo)簽: 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

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