1.逃離自動化孤島
IoT——物聯網——描述的是虛 擬與真實物體的聯網，目的是使用 信息和通信技術使它們協同工作。 我們日常生活中的物體可獲得數字化技能。因此，它們會變成能夠加入數字化網絡的真實 物體。此過程也發生在工業應用中，它被稱作工業物聯 網 (IIoT)。 越來越多的工業元件也成為智能的參與者。 這些元件不再局限于公司內部網絡，而是成為互聯網的 一部分。數據的收集、評估和使用增多，催生了強大的 基礎設施的需求。同時，人們期望這種基礎設施占據更 少的空間并使用更少的資源。隨著越來越多的傳感器加 入網絡，帶寬需求不斷增加，如何提升效率成為這里的 關鍵。迫切需要新技術。 在自動化領域，“自動化孤 島”一詞指在現場級別占主導地位的整個獨立和專有( 至今為模擬) 網絡。現在，應該打破并消除以太網/互聯網和模擬現場總線系統之間的這種經典系統格局。目 的在于將以太網從云延伸到每個傳感器。每個傳感器都 將是智能的，且能夠單獨進行評估——因此，這是通往 IIoT 道路上的關鍵一步。然而，我們仍缺少合適的基礎 設施。目前的網絡基于 2 對或 4 對電纜和連接器。但 是，考慮到現場必須連接的傳感器和致動器的絕對數 量，這種傳統的基礎設施過大且過于昂貴。這是總線電 纜被采用以節省空間和降低成本的原因。
我們給出的解決方案叫做單對以太網這種高性能以 太網基礎設施的解決方案基于一對絞銅線: 單對以太 網——IIoT 的基礎設施
2.一對就足夠了—— SPE 使現場級變得智能
從云到傳感器:最近在自動化 環境中，經常可以聽到這種說法。
這種說法通常與 IIoT 和 I4.0 等大趨勢相聯系。它指的是 基于以太網的持續TCP/IP 通信，目前主要涉及從云應用 到制造業的分發層。此前，在以 太網和總線系統之間的 通信系統中存在經典斷裂，現在，只需使用一對絞線， 現代元件即可將快速的以太網(速度高達 1 GBit/s)結 合到最小的應用中。因此，SPE 首次實現了 TCP/IP 協 議的一致使用。這促進了新設備和應用領域的發展，尤 其是傳感器/致動器網絡的發展。傳感器變得“智能”， 成為整體網絡的一部分。這提高了參數化、初始化和編 程的速度。使用 SPE 時——無論通過簡單的狀態傳感器 還是由高分辨率攝像頭組成的現代視覺系統——將使物 聯網成為現實，現場級活動也變得智能。
基礎
在汽車行業提出新的基于 TCP/IP 協議的總線取代 傳統的 CAN 總線的需求之后，IEEE 802.3工作組發布 了第一個 SPE 標準，即 IEEE 802.3bw-2015 第 96 條中100BASE-T1 標準。 然而，自動駕駛或半自動 駕駛需要更高的數據傳輸速率。因此，在第一個可達 100Mbit/s 的 SPE 標準之后，千兆版標準也很快地跟 進。現在基于 IEEE 802.3bp 標準的 1000BASE-T1 以太網技術目前已經出爐，僅通過一對銅線即可實現 1 Gbit/s 的傳輸速度。IEEE 目前正在根據高分辨率傳感 器和視頻傳輸的需要，制定另一個具有可達 10 Gbit/s 的更高數據傳輸速率的標準 (IEEE 802.3ch)。2020 年 2 月發布了一個僅可達 10 Mbit/s (IEEE 802.3cg) 的 標準。此標準與很多行業息息相關，因為它使得傳輸 距離達到 1,000 米，因此可以替換幾乎所有的現場總線。2019 年 3 月成立的另一個工作組旨在處理高于 10 Gbit/s 的傳輸速率。它們的目標是 25 Gbit/s 和 50 Gbit/s。這些高數據傳輸速率是自動駕駛和車輛內新的 緯向計算機架構所需的技術。SPE 是適用于此的理想 技術。
工業自動化領域已認識到這種潛力
工業界(生產和自動化)與汽車行業擁有相似的問 題，因為它要求整合工業，也即在自動化生產中，從現場級(傳感器/致動器網絡)到工具和工件的整合。它 要求網絡策略可通用，同時可持續發展適應未來需求。 換言之，我們需要的 IT 解決方案是非專有的且可滿足 工業中常見的可用性和安全性標準。SPE 是適用于此的 合適技術。
SPE——使用新的布線還是現有的基礎設施?
· SPE 提供眾多優勢:
· 端對端的基于 TCP/IP 的通信和電源接口以取代傳統的現場總線
· 高安全性和 100% 可用性
· 從幾米到超過 1000 米的廣闊范圍
· 電纜和配電器所需的空間最小化
易于安裝
· 通過數據線 (PoDL) 同時為終端設備和傳感器
供電
· 不需要可再充電與不可再充電的電池，這是出于對環境的重大考慮。
· 通過更簡單的操作以降低成本
因此，SPE 這項技術消除了有線通信的大多數限制。與其他技術(比如無線技術)相比，它還彌補了電 纜的劣勢——基于應用類型的考量。總之，SPE 突出了銅作為傳輸媒介強于光纖的優勢。無線通信也面臨著新 的競爭。
數據線供電——PoDL
與多對布線相似，SPE 的遠程供電具有與以太網供 電 (PoE) 類似的新標準，它被稱作PoDL，即數據線供 電 (IEEE 802.3bu)。它使用非常小型的插入式連接器和 單對電纜將數據與電源結合在一起，有助于為更復雜系 統的微型化、更高的數據傳輸速率以及模塊化趨勢提供 支持。這些都是工業、智能城市、建筑等領域內非車輛 SPE 應用快速發展的前提條件。
銅質電纜以太網支持超過 1000 米的距離?是的! 通過SPE。
SPE 技術已經在很短的時間內實現與目前主流的“ 多對以太網” (MPE) 相同的性能。目前，唯一的限制是 100 Mbit/s 和千兆 SPE 的有限傳輸范圍(分別為 15 m和 40 m)，這是由于汽車行業主要目標群體的要求 所致。專家認為還可以達到更長的傳輸長度。相關圖表 顯示，擴展傳輸長度在技術上可行。然而，為了將新增 的 SPE 標準擴展涵蓋于 IEEE 802.3 中，特別為了讓半 導體行業投資開發這些新芯片組，需要定義新的目標應 用和合適的潛在市場。這要求所有對擴展 SPE 范圍感 興趣的各方展開開放合作。IEEE 802.3 的首個演示文 稿已經發布并得到廣泛認可。我們非常歡迎對這些目標 標準的深入支持者。
