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简化布线：什么是单对以太网？

今天的主要变革技术很少有一个eureka时刻，如发明人亚历山大格雷厄姆贝尔的钟声，推出了语音传播时代，“先生沃森，来这里，我想见你。“

在单对以太网（SPE）的情况下，在其时间表上没有奇异的创作时刻 - 仅仅是行业的共同努力，使其成为现实。

什么是单对以太网？

它已经拍摄了多年来，SPE从最初设想的汽车公司发展到了汽车公司的概念，以减轻车辆的电缆重量，以帮助解锁数字工厂的巨大潜力。SPE为IITECECOSYSTEMS创建基于以太网的商店落地网络而无法实现。

单对以太网对于强大的投资安全特别值得注意，它承诺早期采用者。

它是一套全球标准，覆盖传输，电缆，电缆和连接器接口的全面全球标准完全支持。它是通用技术;用户不会面临不同专有方法之间的VHS与贝卡克斯选择。

它的组件供应商 - 布线和补丁公司，连接器制造商，芯片组制造商，软件开发商，设备制造商等，确保标准符合标准的产品市场。

SPE是通用技术;用户不会面临不同专有方法之间的VHS与贝卡克斯选择。

薄布线

也就是说，SPE不仅仅是一系列新的基础架构组件。它是一个完全新的生态系统，将启用设备并使新应用程序发生。

数字制造环境需要数百，即使数千个智能传感器，执行器，视觉系统，开关和控制，以收集过程监控和优化，灵活的制造，实时能源管理，预测性维护，增强的工作场所安全等数据。

这些设备需要比现场总线系统更快的传输速率提供，而现有的以太网基础架构太大且昂贵。

SPE的更轻和更薄的布线 - 高达75％的较小 - 以及在一对扭曲的铜线上同时提供数据和电源的能力，使其成为连接车间TCP / IP连接的理想解决方案。

100米的典型SPE电缆束大约7磅;100米束的四对以太网电缆重约15磅。重量差异主要是昂贵的铜。

互补以太网技术

应该指出的是，SPE与快速或千兆以太网互补，而不是替代品。

Whereas those Ethernet protocols use two or four pairs of twisted copper wires, SPE’s single twisted pair delivers speeds of 100Mbit/s (100BASE-T1) and 1Gbit/s (1000BASE-T1) over distances up to 15 or 40 metres respectively, or 10Mbit/s (10BASE-T1) up to 1,000 metres. That extended range – which conventional Ethernet lacks – provides the basis for linking the shop floor to the enterprise level with a unified SPE protocol.

SPE可以结束不同传输技术的插值。SPE的高吞吐量（带宽高达600MHz，速度高达1Gbits / s）和即插即用能力意味着它可以取代现场总线系统。

网关和协议翻译将不需要在现场总线和以太网之间交换数据。维护将更简单，自动化产品制造商不必开发多个现场总线变体，只是以太网。

设置新标准

由于标准的拥抱，SPE还提供了强大的投资安全性。1月份，国际电工委员会（IEC）已发布IEC 63171-6，将HARTING的T1工业界面建立为工业环境的连接器标准（MICE2和MICE3）。

2016年，HARTING提议将在IP20连接器中推出的T1工业界面作为全球标准。

两年后，ISO / IEC和电信行业协会（TIA）在IEEE的要求发起正式选择过程。超过20个国家专家面板参加。

这导致了基于T1工业界面的IEC 63171-6标准，以及康普提出的建筑环境（MICE1）的标准界面，并发布为IEC 63171-1。

标准设定普通制造和测试基线。IEC 63171-6包含基于T1工业的SPE连接器的所有必要规范和测试序列，并纳入ISO / IEC 11801-Z系列的结构化电缆标准。

这些标准提供了有关SPE传输链路的构造的准则：布线结构，满足性能规范的组件以及用于布线验证的阈值限制。

兼容性是钥匙

确保设备和布线之间的兼容性;不同制造商的组件应易于连接，无需复杂的适配器。通过数据线（PODL）的电源 - 除了通过单对以太网的数据之外的电源输送 - 已由IEEE 802.3Bu-2016标准化，其中10个功率等级为0.5W至50 W.

相比之下，由于任何原因，产品类别缺乏全球标准，它的警告emptor - 买家要小心。例如，对于用于印刷电路板的1.27“螺距连接器，制造商的情况是在接触电镀上切割以削减竞争对手的价格。

独立的实验室分析发现这些切割价格连接器更容易受到腐蚀和接触电阻的损失，通常随时间恶化的条件，并且可能导致连接器，PCB甚至设备的过早失效。

我的同事和我与许多大型机械和自动化公司交谈，并在无线与基于电缆的通信的问题上，反馈总是相同的。只要您必须为所有这些商店楼层传感器和执行器带来电力，就需要一条电缆。为什么不使用相同的电缆进行通信？

它们担心无线可靠性，可能的信号干扰或中断。延迟是一个剩余问题，尽管5G比4G更少。至于以太网，随着时间敏感的网络技术的出现，它现在拥有可靠和确定性的沟通，可用于关键任务应用程序和流程。

随着国际标准体的支持IEEE 802.3，ISO / IEC和TIA 42用于SPE，设备制造商正在进行开发基础设施组件和他们将支持的设备。

原型芯片组在循环，预计今年晚些时候会有商业芯片组。在几年内，期望看到第一波智能传感器和具有SPE连接的执行器。

许多组件制造商加入了促进SPE开发和实施的合作伙伴团体。七家公司已启动单对以太网 - 工业伙伴网络，该联盟现在有20名成员。

其他人正在采取不同的方法 - 但无论路径如何，标准的影响都可能有助于快速部署和广泛接受单对以太网。

Joachim Finke是PM网络接口连接器的负责人，用于HARTING Electronics GmbH。

本文最初出现在6月2020年6月问题的制造自动化。