Die Technologie – Das Prinzip
Single Pair Ethernet: Durchgängige Kommunikation vom Sensor bis in die Cloud.
Die Technologie – Das Prinzip
Durchgängige Kommunikation vom Sensor bis in die Cloud.
Um die Ethernet-Technologie vom Sensor über Steckverbinder bis in die Cloud durchgehend zu gestalten, müssen neue Technologien mit standardisierten, kostengünstigen und platzsparenden Komponenten entwickelt werden. In diesem Zuge ist im Ethernet auch die Ergänzung bereits bestehender Feldbussysteme auf Prozessebene mit transparenten Kommunikationslösungen zu berücksichtigen.
Die aktuelle Ethernet-Technik ist für viele Anwendungen im Industrial Internet of Things (IIoT) zu aufwendig und überdimensioniert. So sind zum Beispiel Steckverbinder wie die aktuellen RJ45-Stecker und Ethernet-Kabel für den Anschluss einfacher Sensorik-Komponenten in der Feldebene kaum geeignet. Eine Kapselung des Netzwerks bis zum Sensor ist schwierig, teuer und oft schon aus Platzgründen nicht machbar. Hinzu kommen die Notwendigkeit einer zwei- oder vierpaarigen Verkabelung sowie die maximale Leitungslänge von 100 m. Insbesondere für zukünftige Anwendungen in der Fördertechnik oder auch der Lagerlogistik ist das zu wenig. Abhilfe schafft ein vereinfachter Ethernet-Standard, der bewusst nicht die hohen Datenübertragungsraten der IT-Welt erreicht, dafür aber große Leitungslängen mit kompakter Bauform und einfacher, robuster Verkabelung kombiniert: Single Pair Ethernet (SPE).
Single Pair Ethernet in der Kommunikationstechnologie
Single Pair Ethernet erfüllt eine der wesentlichen Anforderungen für IoT- und Industrie-4.0-Anwendungen: Die durchgängige intelligente Vernetzung über alle Ebenen in einem Ethernet. SPE-Lösungen sind skalierbar, deterministisch und vollständig kompatibel. So können alle Komponenten in industriellen Anwendungen über Steckverbinder stabil miteinander kommunizieren.
- Durchgängig: Single Pair Ethernet ermöglicht einheitliche Ethernet-basierte Kommunikation vom Sensor bis in die Cloud
- Zukunftssicher: Single Pair Ethernet ist die übergreifende Schlüsseltechnologie für Industrie 4.0 und Industrial Internet of Things
- Einfach: Single Pair Ethernet verringert Verkabelungsaufwand durch Reduktion auf nur ein Adernpaar
- Flexibel: Single Pair Ethernet ermöglicht Datenübertragung und Power-over-Data-Line (PoDL). Durch Reichweiten von bis zu 1.000 m und Übertragungsgeschwindigkeiten bis zu 1 GBit/s ermöglicht SPE die verschiedensten Anwendungsbereiche.
Single Pair Ethernet in der Automatisierung und Industrie 4.0
- Standards in den physikalischen Eigenschaften und Übertragungsraten im Single Pair Ethernet werden international von unterschiedlichen Gremien definiert.
- Single Pair Ethernet stößt auch in der Automatisierungstechnik auf großes Interesse, denn die neue Ethernet-Variante erfüllt alle Voraussetzungen für die industrielle Kommunikation im Rahmen der umfassenden Digitalisierung.
- Die Übertragungsraten von Single Pair Ethernet nach dem Standard IEEE 802.3 sind selbst für anspruchsvolle Sensorik-Komponenten ausreichend: 10 Mbit/s bei einer Übertragungslänge von 1.000 m Kabel, 1 Gbit/s bei einer Übertragungslänge von 40 m Kabel.
- Komponenten wie Scanner und Kameras können über SPE-Schnittstellen mit durchgängiger Kompatibilität ins Ethernet-Netzwerk integriert werden – zum Beispiel für Überwachungszwecke oder zum Erfassen von Typ und Lage eines Bauteils. Die realisierbaren Reaktionszeiten gestatten sogar TSN-Anwendungen.
- Energieversorgung und Datenschnittstelle für die Sensorik lassen sich im SPE-Netzwerk auf engstem Raum unterbringen. Die Energieversorgung der angeschlossenen Peripherie kann via Power over Data Line (PoDL) realisiert werden, sodass zur Einspeisung bis zu 60 W am Power Source Equipment (PSE) zur Verfügung stehen.
