近期，SPE系統(tǒng)聯(lián)盟成員聯(lián)合發(fā)布了單對(duì)以太網(wǎng)（SPE）白皮書(shū)，以促進(jìn)和支持SPE技術(shù)的互操作性和長(zhǎng)期演進(jìn)。

該白皮書(shū)面向需要了解SPE技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品經(jīng)理和研發(fā)人員和深入介紹了SPE在各個(gè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)和潛力，以及在當(dāng)前和未來(lái)廣泛環(huán)境中的應(yīng)用：包括在自動(dòng)化工廠、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、機(jī)器人、建筑、港口貨運(yùn)自動(dòng)化，甚至在惡劣環(huán)境中的海上風(fēng)電能源領(lǐng)域的自動(dòng)化控制、以及在傳感器越來(lái)越密集的智慧城市的數(shù)據(jù)采集等場(chǎng)景。

SPE系統(tǒng)聯(lián)盟介紹

伴隨單對(duì)以太網(wǎng)（SPE）技術(shù)的發(fā)展，Phoenix Contact, Weidmüller, Reichle & De-Massari (R&M), Fluke Networks和 Teleg?rtner 合作關(guān)系不斷加強(qiáng)，并成立SPE系統(tǒng)聯(lián)盟。

在這個(gè)團(tuán)隊(duì)中，來(lái)自不同行業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)先技術(shù)公司聚集在一起，整合各自的SPE專業(yè)知識(shí)并有針對(duì)性開(kāi)展交流。

該聯(lián)盟的成員以追求推動(dòng)SPE在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）以及相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展為目標(biāo)。

目前，羅森伯格、Datwyler、Kyland、Microchip Technology、SICK、O-Ring、Draka/Prysmian Group和University 4 Industry 等公司也正式加入該聯(lián)盟；有關(guān)SPE系統(tǒng)聯(lián)盟的更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)http://www.singlepairethernet.com

SPE強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)

首先我們已經(jīng)沒(méi)有必要拿單對(duì)以太網(wǎng)對(duì)標(biāo)在工業(yè)場(chǎng)景中不具備普適性的無(wú)線連接，在與其他有線連接的比較中，單對(duì)以太網(wǎng)在相同的緊湊接口中提供數(shù)據(jù)線(PoDL)供電，只使用兩根線纜即可完成對(duì)數(shù)據(jù)和電力的傳輸。

傳統(tǒng)的有線連接是四根線纜，更少的線纜意味著更低的成本，意味著機(jī)械設(shè)備有了更充分的自由度。從一個(gè)更刁鉆的角度來(lái)說(shuō)，線纜Cu含量的減少是不是也意味著能用更少的能量實(shí)現(xiàn)更快的傳輸。這么看來(lái)，成本這筆賬，怎么算都不會(huì)虧。

上面說(shuō)到單對(duì)以太網(wǎng)能夠在短距離內(nèi)達(dá)到1Gb/s的連接速度，其電纜長(zhǎng)度可以達(dá)到1000米，傳輸速度10MB/s，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)單對(duì)以太網(wǎng)使用600MHz的帶寬。

通信傳輸優(yōu)勢(shì)很明顯，無(wú)須贅述。我們關(guān)注的是，單對(duì)以太網(wǎng)連接其中一個(gè)端子用于1Gbps/600MHz的數(shù)據(jù)傳輸，另一個(gè)支持電流高達(dá)8A的電力傳輸。

這種將數(shù)據(jù)與電源混合連接必須要做到金屬屏蔽分離，以避免功率信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)的干擾。

總的來(lái)看，這種技術(shù)使連接器整體尺寸變小，減少了很多終端的工作量。

單對(duì)以太網(wǎng)將以太網(wǎng)降低到傳感器執(zhí)行器級(jí)別，并將傳感器執(zhí)行器直接連接到自動(dòng)化系統(tǒng)或云端，對(duì)于工業(yè)互聯(lián)是極大的幫助。

在SPE應(yīng)用領(lǐng)域中，傳輸信道是由各種電纜和連接器組成。系統(tǒng)基于（例如，ISO/IEC 11801系列標(biāo)準(zhǔn)）帶寬、衰減、回波損耗和鎧裝尺寸等傳輸參數(shù)來(lái)確定信道，連接器和電纜需根據(jù)相應(yīng)的信道要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

SPE僅需使用一對(duì)電線，便可提供電力和數(shù)據(jù)傳輸

傳輸速率可達(dá)10Mbit /S，最大傳輸長(zhǎng)度1公里；當(dāng)速率需要至1Gbit /S，最大傳輸長(zhǎng)度可達(dá)40米，即使對(duì)于應(yīng)對(duì)極其復(fù)雜的傳感器技術(shù)也能否輕松應(yīng)對(duì)。此外，其還可集成掃描儀和攝像頭。相較之下，快速以太網(wǎng)需要兩對(duì)導(dǎo)線，千兆及以上以太網(wǎng)需要四對(duì)導(dǎo)線，空間結(jié)構(gòu)占據(jù)量明顯大于SPE。

IEC46C委員會(huì)正在積極推進(jìn)這項(xiàng)工作，固定路由帶寬為20 MHz的線纜，適用于10BaseT1的信號(hào)傳輸，帶寬為600 MHz的電纜適用于100BaseT1和1000BeT1 的傳輸（IEC 61156-11系列標(biāo)準(zhǔn)及關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)）。

SPE的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)了信號(hào)和電源同步傳輸，例如從開(kāi)關(guān)到傳感器。在建筑布線領(lǐng)域被稱為PoE，在這里稱作單對(duì)電纜（power over data line）。

基于橫截面和線纜長(zhǎng)度，傳輸?shù)碾娔芸蛇_(dá)約15W。工業(yè)和建筑領(lǐng)域中在不同環(huán)境條件對(duì)機(jī)械、耐腐蝕、耐熱、防火及電磁電阻方面有有這不同的要求，聯(lián)盟成員Datwyler和Draka Prysmian集團(tuán)共享了他們豐富經(jīng)驗(yàn)。

單對(duì)以太網(wǎng)給了整個(gè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)一個(gè)實(shí)現(xiàn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化的契機(jī)。為什么這么說(shuō)呢，考慮到工業(yè)設(shè)備里數(shù)量龐大的傳感器和執(zhí)行器，雖然以太網(wǎng)是很多工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)，但在工業(yè)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景里各種系統(tǒng)層出不窮，一系列的傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)多到數(shù)不勝數(shù)。

單對(duì)以太網(wǎng)在彌合以太網(wǎng)和其他各類系統(tǒng)上的作用，是業(yè)界對(duì)其性能優(yōu)勢(shì)之外更感興趣的地方。

審核編輯：劉清