シングルペアイーサネット(SPE) センサからクラウドへの一貫した機器通信:SPEにより、単独のワイヤペア経由のイーサネット伝送が可能になり、コスト効率に優れ省スペースなセンサ接続を確保します。これにより、フィールドレベルまでの一貫したIPベースの通信の可能性が開けます。データ伝送に加えて、SPEイーサネットテクノロジにより、PoDL(Power over Data Line)で末端機器を同時に給電することができます。このホワイトペーパーでは、現場の通信を将来対応型にする方法についてご説明しています。

SPEテクノロジ

SPEとは

オートメーションピラミッドにおいて、従来のイーサネットは上位レベルを既に接続していますが、多くの場合、最下位のフィールドレベルでは、複雑すぎるか、あるいは通信距離が限られます。SPEテクノロジは、この分野におけるイーサネットの性能を向上させます。

SPEは、高速インターネット(100 Mbps)で使用される2組のダブルワイヤや、ギガビットイーサネットで使用される4組のダブルワイヤの代わりに、1本のツイストペアケーブルのみを使用してデータ伝送を行う物理層です。これにより、追加のサブシステムやゲートウェイを必要とせずに、コンパクトな機器、センサ、アクチュエータをフィールドレベルから直接接続することが可能になります。そのためSPEは、現在および未来の多くのアプリケーション向けの、軽量で省資源のイーサネット強化であると言えます。

特長 SPEは、この業界の要件プロファイルに完璧に合致

SPEのメリット:IIoTのためのインフラ
SPEを利用すると、オートメーションシステム内に、オープンで拡張性のあるイーサネットネットワークを構築することができます
SPEのメリット:小型化
IEC 63171-7第2版(進行中)に準拠したIP20ピンコネクタパターンは、コンパクトな小型化と扱いやすさという利点を兼ね備えています。
 SPEのメリット:一貫性のあるイーサネット通信
センサからクラウドに至るまで、シームレスなイーサネットベースのアーキテクチャを採用することで、データの断絶やデバイスの故障を防止可能
SPEのメリット:伝送速度と長距離伝送
TCP/IPおよびTSN(Time-Sensitive Networking)を備えたイーサネットにより、最長1,000メートルの距離でリアルタイムのデータ伝送が可能です。
SPEのメリット:ケーブル配線作業を削減
SPEインフラを利用すれば、接続する必要がある電線が2本で済むため、イーサネットケーブル配線にかかる手間を削減可能
SPEのメリット:電力伝送
SPEなら、ツイストペアケーブル1本のみでも最大52 Wの電力伝送が可能
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汎用SPEピンコネクタパターンに関する簡潔なガイド

ついに、ファクトリーオートメーションにおける不確実性や競合する規格の問題に終止符が打たれます。IP20、M8、M12、またはM12 Hybrid - IEC 63171-7第2版(進行中)に準拠した標準化されたSPEピンコネクタパターンにより、まもなくお客様の機器向けのSPE接続のあらゆるメリットを活用できるようになります。フエニックス・コンタクトのSPEエキスパートであるVerena NeuhausとTim Kindermannが、新しいコネクタ設計の特長について説明します。将来に向けた最善のビジネスの準備方法をご覧いただけます。

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IEC 63171-7準拠の新しいSPEピンコネクタパターン

新しいSPE規格に関するFAQ

新しいシングルペアイーサネット(SPE)のピンコネクタパターンに関するQ&A
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新しいシングルペアイーサネット(SPE)のピンコネクタパターンに関するQ&A

IEC 63171-7規格に準拠したSPEにより、初めて真のメーカー間互換性が確保され、貴社の計画リスクが軽減されます。

新しいシングルペアイーサネット(SPE)のピンコネクタパターンに関するQ&A

IP20およびM12コネクタは2027年初頭に発売予定です。今から計画を立て始めることをお勧めします。他の設計を新しい規格へ移行する計画があります。

新しいシングルペアイーサネット(SPE)のピンコネクタパターンに関するQ&A

フエニックス・コンタクトは、新しい規格の発案者であり、積極的な共同設計者でもあります – 当社の経験と革新的な技術力をご活用いただけます。

新しいシングルペアイーサネット(SPE)のピンコネクタパターンに関するQ&A

新しいピンコネクタパターンは、統合を簡素化し、互換性を高め、多数のアプリケーションでより柔軟な使用を可能にします。

新しいシングルペアイーサネット(SPE)のピンコネクタパターンに関するQ&A

現時点では、現行のSPE製品が販売終了となる予定はありません。この件に関する決定は、新しい製品ラインアップが完全に実装されるまでは行われません。

新しいシングルペアイーサネット(SPE)のピンコネクタパターンに関するQ&A

はい。当社のソリューションは、お使いのシステムで既存製品と新製品を柔軟に、並行して使用できるように設計されています。

SPEテクノロジ


SPEに関する関連規格の概要

SPEに関する関連規格の概要

ホワイトペーパーに掲載されているSPEの規格および仕様

SPEの性能は、明確に定義された基準や仕様によって決まります。このホワイトペーパーでは、国際的な規制の枠組みがシームレスかつ相互運用可能で将来対応型のSPEインフラについての基盤を築く様子をご紹介しています。SPE規格はIEEE 802.3で定義されています。この規格は、1つのワイヤペアを経由するイーサネットベースのデータ伝送に関する技術的枠組みを記述しています。違いは伝送速度と距離です。IEC 63171は、これらのSPE規格に対する互換性のあるコネクタを記述しています。IEC 63171-7第2版は、現在策定中です。

IEC 63171-7第2版は、既存のハイブリッドSPEインターフェースに基づいて作成されています。これは、ハイブリッド型および純粋なデータ駆動型アプリケーションの両方を一貫してサポートする、統一されたピンコネクタ配置を定義するものです。この規格では、さまざまな設計が区別されており、アプリケーションや保護の要件に応じて、それぞれに適した設計が選ばれます。これらには、保護環境で使用するためのIP20ピンコネクタパターンや、フィールドレベル向けの堅牢なM8およびM12のバリエーションなどが含まれています。

Power over Data Line(PoDL)

イーサネット経由のデータ伝送に加えて、SPEテクノロジにより、末端機器を同時に給電することができます。Power over Data Line(PoDL)により、最大52 Wの有効出力を伝送することができます。

IEEE 802.3bu規格およびIEEE 802.3cg規格には、さまざまな性能クラスが記載されています。このテクノロジにより、データ伝送に使用されるケーブルで、最長1,000 m離れたセンサまたはアクチュエータに給電することができます。これによりフィールドケーブル配線の設置作業とスペース要件を最小限に抑えられます。

PoDL性能クラスの概要付きの表

PoDL性能クラス

シングルペアイーサネット(SPE) アプリケーション SPEは農業、ビル、産業、プロセスのオートメーションにおけるさまざまなアプリケーションに理想的です。SPEテクノロジは、どんな環境で使用されている既存のインフラにも、簡単に統合することができます。省資源、小型化されていく機器のトレンドに関して、SPEは省スペースケーブルで、電子機器により多くのスペースを提供します。

農業アプリケーションにおけるSPE通信用コネクタ
製造業で画面の前にいる人
自動車産業
プロセス産業
ビルディングオートメーションのあるビルの外観
農業アプリケーションにおけるSPE通信用コネクタ

暑さや寒さ、湿気や埃、衝撃や振動など、農業機械の通信用コネクタには厳しい要求が課されます。フエニックス・コンタクトは、高負荷下でも最大限の信頼性を実現するために、長期にわたって安定した高性能のSPEデータ伝送を実現する堅牢なコネクタを提供しています。Agriculture Industry Electronics Foundation(国際農業電子財団、AEF)のメンバーとして、当社は高速ISOBUS(HSI)などの新しいデータ伝送規格の開発を推進し、当社のシングルペアイーサネット(SPE)用製品でこれらをサポートしています。

農業の詳細
製造業で画面の前にいる人

すべての製造分野において、センサの統合は重要な役割を果たします。SPEは、センサ、アクチュエータ、フィールドデバイスを、既存のイーサネット環境に確実に統合します。つまり、必要なデータとプロセスの情報を、直接制御レベルまたはクラウドに伝送して解析することができます。フィールドバスプロトコルとは異なり、イーサネットはオートメーションのあらゆるレベルで使用することができます。追加のゲートウェイやインターフェースは必要ありません。単独のワイヤペアに削減することで、センサを機械またはシステムに直接設置する際のケーブル配線もシンプルになります。システムの構築、運用、メンテナンスは、より効率的でコスト効率の優れたものになります。

自動車産業

この省スペーステクノロジは、自動車産業のアプリケーションに完璧です。わずか1つのツイストワイヤペアで、10 Mbps~1 Gbpsの伝送速度と最大ケーブル長15 m(シールドなし)または40 m(シールド付き)で、自動車ケーブルハーネスに使用するのに理想的に設計されています。さらに、最大10 Gbpsやさらに高い伝送速度を可能にすると期待される、多数の新しいSPE規格も開発中です。そのため新世代の自動車では、SPEがCAN、MOST、FlexRayその他のバスシステムに取って代わることになります。セーフティ機能、制御、通信はイーサネット経由で均一に実行されます。これはコネクテッドドライブや自動運転には必須の前提条件です。

プロセス産業

Ethernet APLにより、プロセスアプリケーションの防爆エリアにあるフィールドデバイスやセンサを、2線式のイーサネットで直接接続可能になります。Advanced Physical Layer(APL)は、IEEE 802.3cgの10BASE-T1-L規格とIEC TS 60079-47、2021-03(2-WISE)規格(2-WISE=2線式本質安全イーサネット)を使用し、本質安全を含む防爆仕様に対応しています。防爆エリアでの使用や、10 Mbpsで最長1,000 mの長距離のブリッジも可能です。新しい通信インフラにより、プロセス産業におけるイーサネットの一貫した使用が確保されます。

Ethernet APLの詳細をご覧ください
ビルディングオートメーションのあるビルの外観

ネットワーク化された建物は、高効率、セキュリティ向上、その他の便利機能を確保します。エンドツーエンドのIPプロトコルを使用することで、例えばセンサやスイッチ、サーモスタットを、ローカルデータネットワークとクラウド経由でビル管理システムに接続できます。一貫したSPEケーブル配線が、既存のフィールドバスや複雑なインターフェース、ゲートウェイに取って代わります。 ネットワークケーブルなど、既存の2線式ケーブルインフラを再利用することも可能です。 これにより、設置と試運転の両方が、大幅に簡素化します。

ビルディングオートメーションの詳細をご覧ください
SPE System Allianceのロゴ、主要なテクノロジ企業の連合

SPE System Alliance

フエニックス・コンタクトは、主要なテクノロジ企業と協力し、SPE System Allianceを結成しました。パートナー企業はSPEの専門知識を合わせ、ターゲットの情報交換をし、産業向けIoT(IIoT)およびその他すべての応用分野向けのSPEテクノロジを促進するという共通の目標を追求しています。