SPE(Single Pair Ethernet)

SPE(Single Pair Ethernet) 센서에서 클라우드까지의 일관된 장치 통신

SPE(Single Pair Ethernet)는 단일 전선 쌍을 통해 Ethernet 전송을 가능하게 하여 비용 효율적이고 공간 절약적인 센서 연결을 보장합니다. 필드 레벨까지 일관된 IP 기반 통신이 가능해집니다. Single Pair Ethernet 기술은 데이터 전송 외에도 PoDL(Power over Data Line)을 통한 최종 장치의 동시 전원 공급을 가능하게 합니다.

Single Pair Ethernet은 Industry 4.0 및 IIoT(산업용 사물 인터넷)의 기반이 되는 균일한 네트워크 인프라에 대한 요구를 충족합니다.

SPE(Single Pair Ethernet)란 정확히 무엇입니까?

자동화 피라미드의 모든 상위 레벨 연결에 사용되었던 기존의 Ethernet은 가장 낮은 필드 레벨을 연결하는 데 적합하지 않은 경우가 많습니다. 설치가 너무 복잡하거나 최대 거리가 충분하지 않은 경우가 많습니다. SPE 기술은 기존의 Ethernet 성능 프로필을 압도적으로 확장합니다.

SPE는 물리적 계층의 또 다른 형태입니다. 이전에는 Fast Ethernet(100 Mbps) 전송에 2개의 이중선이 필요했고 Gigabit Ethernet의 경우 4개의 이중선이 필요했지만, SPE(Single Pair Ethernet)를 사용하면 단일 전선 쌍(단일 쌍)만으로 데이터를 전송할 수 있습니다. 이를 통해 필드 레벨에서 직접 소형 장치, 센서 및 액추에이터를 연결할 수 있습니다. 이를 실현하기 위해 더 이상 추가의 서브 시스템이나 게이트웨이가 필요하지 않습니다. SPE는 수많은 현재와 미래의 애플리케이션을 위한 발전된 경량의 소재 절약형 Ethernet 기술입니다.

IP 기반 통신 중 태블릿을 사용하는 남자

필드 레벨에서 클라우드까지 일관된 IP 기반 통신

Ethernet 기반 통신을 사용한 미래에도 사용할 수 있는 네트워크 인프라

기존 솔루션과 직접 비교했을 때 TCP/IP 및 TSN(Time-Sensitive Networking)을 사용하는 Ethernet은 훨씬 더 빠른 데이터 전송 속도로 실시간 데이터 전송이 가능합니다. SPE(Single Pair Ethernet)를 사용하면 필드 레벨에서 데이터 전송도 가능합니다. 최첨단 전송 기술은 센서에서 클라우드까지 공간 및 비용 효율적인 Ethernet 통신을 보장합니다. 전송 프로토콜, 케이블 연결 및 장치 구성 요소에 대해 정의된 표준을 통한 범용 호환성을 바탕으로 다양한 적용 분야에서 대규모 SPE 사용이 가능합니다.

단일 이중 전선을 통한 데이터 전송을 사용하면 기존의 2선 케이블 인프라를 계속 사용할 수 있습니다(케이블 공유). 특히 필요한 케이블의 양을 줄이는 동시에 자재를 크게 절약하고 손쉬운 통합을 보장합니다. 이 기술은 최대 1000 미터의 범위, 최대 10 Gbps의 높은 데이터 속도, 최대 50 W의 전력을 사용하는 애플리케이션 전반에서 사용할 수 있습니다. SPE 네트워크는 스타 또는 라인 토폴로지로 설정할 수 있습니다. 이 기술은 미래에도 사용할 수 있는 네트워크 인프라에 대한 요구를 충족합니다.

Single Pair Ethernet 기술 특징

SPE(Single Pair Ethernet) 표준

Ethernet 인터페이스에서 케이블링, 데이터 전송에 이르기까지 SPE 기술과 관련된 모든 것은 서로 다른 표준과 규범으로 규제됩니다. SPE 표준은 IEEE 802.3에 정의되어 있습니다. 이 표준은 한 쌍의 전선을 통한 Ethernet 기반 데이터 전송을 위한 기술 프레임워크에 대해 설명합니다. 차이점은 전송 속도와 거리에 있습니다. IEC 63171은 이러한 SPE 표준과 호환되는 커넥터에 대해 설명합니다.

피닉스컨택트는 IEC 63171-2에 따른 IP20 커넥터와 IEC 63171-5에 따른 M8 및 M12 설계의 IP67 커넥터를 제공하고 있으며, IEC 63171-7에 따른 SPE M12 하이브리드 커넥터도 현재 개발 중입니다. SPE 케이블은 표준 IEC 61156-1x에 정의되어 있습니다. 요구 사항을 충족하는 경우 기존 케이블 인프라를 사용할 수도 있습니다.

SPE 표준

전송 경로

Single Pair Ethernet은 자동차 산업에서 시작되었습니다. 목표는 가능한 적은 케이블 연결을 통해 높은 성능을 제공하는 효율적이고 균일한 인프라를 실현하는 것입니다. 유사한 요구 사항이 다른 산업 분야의 애플리케이션에도 적용됩니다. 그러나 기존 Ethernet의 최대 연결 길이인 100 미터는 수많은 애플리케이션에서 충분하지 않습니다. IEEE 802.3cg에 따른 SPE 표준 10BASE-T1L은 훨씬 더 긴 전송 거리를 제공합니다. 이 표준은 단일 전선 쌍과 최대 1000 미터의 전송 거리로 데이터 케이블링을 정의합니다.

전송 길이가 1000 미터인 경우 전송 속도는 최대 10 Mbps이고 전송 길이가 40 미터인 경우 전송 속도는 최대 1 Gbps에 이릅니다. 이러한 전송 속도는 필드 레벨에서 가장 정교한 센서 구성 요소에도 충분합니다. 이는 SPE 인터페이스가 산업용 애플리케이션에 보편적으로 사용될 수 있음을 의미합니다.

PoDL – Power over Data Line

PoDL(Power over Data Line)을 통해 센서와 필드 장치에 전원이 동시에 공급됩니다.

PoDL – Power over Data Line

Ethernet을 통한 데이터 전송 외에도 SPE 기술을 사용하면 엔드 장치에 대한 동시 전원 공급이 가능합니다. PoDL(Power over Data Line)을 사용하면 최대 50 W의 유효 출력을 전송할 수 있습니다.

다양한 성능 등급은 IEEE 802.3bu 및 IEEE 802.3cg 표준에 설명되어 있습니다. 이 기술을 사용하면 데이터 전송에 사용되는 케이블을 통해 최대 1,000 m 떨어진 센서 또는 액추에이터에 전원을 공급할 수 있습니다. 이는 필드 케이블 연결에 필요한 설치 노력과 공간을 최소화합니다.

PoDL 성능 클래스

PoDL 성능 클래스 개요가 포함된 표
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SPE 평가 키트 사용 가능
IEEE 802.3cg 표준에 따른 Ethernet 기반 멀티드롭 애플리케이션을 실현하십시오. 테스트 보드에는 USB 인터페이스 1개와 SPE 인터페이스 2개가 장착되어 있습니다. 이 보드는 10BASE-T1S 표준에 정의된 버스 토폴로지를 지원합니다. 통신은 최대 10 Mbps의 데이터 전송 속도로 최대 50개의 장치(길이 25m)에서 이루어집니다. 피닉스컨택트는 이를 위해 필요한 조언을 아끼지 않을 것입니다.
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SPE(Single Pair Ethernet)용 평기 키트

Single Pair Ethernet 애플리케이션 SPE는 Industry 4.0, 건물, 공장 및 프로세스 자동화 분야의 다양한 애플리케이션에 이상적입니다. SPE 기술은 사용 환경에 관계없이 기존 Ethernet 인프라에 쉽게 통합됩니다. 자원 절약 및 소형화 추세와 관련하여 SPE는 공간 절약형 케이블을 통해 전자 장치에 더 많은 공간을 제공합니다.

자동차 산업
제조 기업에서 화면 앞에 있는 남자
프로세스 산업
빌딩 자동화를 통해 네트워크화된 건물
자동차 산업

이 공간 절약형 기술은 자동차 산업 분야에 적합합니다. 단 하나의 트위스티드 전선 쌍을 통해 10 Mbps에서 1 Gbps의 전송 속도를 제공하고 최대 케이블 길이가 15 미터(비차폐) 또는 40 미터(차폐)인 이 제품은 차량 케이블 하네스에 사용하기에 적합하도록 설계되었습니다. 또한 최대 10G bps 이상의 데이터 전송 속도를 가능하게 만들 여러 새로운 SPE 표준이 개발 중에 있습니다. SPE가 차세대 차량에서 CAN, MOST, FlexRay 및 기타 버스 시스템을 대체할 것입니다. Ethernet을 통해 안전 기능, 제어 및 통신이 균일하게 실행됩니다. 이는 커넥티드 또는 자율 주행을 위한 필수 전제 조건입니다.

제조 기업에서 화면 앞에 있는 남자

센서 통합은 모든 제조 분야에서 중요합니다. SPE는 센서, 액추에이터 및 필드 장치를 기존 Ethernet 환경에 안정적으로 통합합니다. 이는 필요한 데이터 및 프로세스 정보를 분석을 위해 제어 레벨 또는 클라우드로 직접 전송할 수 있음을 의미합니다. 필드버스 프로토콜과 달리 Ethernet은 모든 자동화 레벨에서 사용할 수 있습니다. 추가의 게이트웨이나 인터페이스가 필요하지 않습니다. 단일 전선 쌍을 사용하기 때문에 기계 또는 시스템에서 센서의 케이블을 직접 연결 작업이 간소화됩니다. 시스템을 보다 효과적이고 비용 효율적으로 구축, 운영 및 유지 관리할 수 있습니다.

프로세스 산업

Ethernet APL을 사용하면 프로세스 애플리케이션의 Ex 영역에서 필드 장치와 센서를 2선 Ethernet으로 직접 연결할 수 있습니다. Advanced Physical Layer는 IEC TS 60079-47, 2021-03(2-WISE) 표준(2-WISE = 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet)과 함께 IEEE 802.3cg의 10BASE-T1-L 표준을 사용하고, 본질 안전을 포함한 폭발 방지 방법을 지원합니다. 10 Mbps에서 최대 1000 m의 장거리 브리징과 같이 폭발 가능성이 있는 영역에서도 사용할 수 있습니다. 새로운 통신 인프라는 프로세스 산업에서 일관된 Ethernet 사용을 보장합니다.

Ethernet APL에 대한 추가 정보
빌딩 자동화를 통해 네트워크화된 건물

네트워크화된 빌딩은 높은 효율성, 향상된 보안 및 추가 편의 기능을 보장합니다. End-to-end IP 프로토콜을 사용하면 센서, 스위치 및 온도 조절 장치 등을 로컬 데이터 네트워크 및 클라우드를 통해 빌딩 관리 시스템에 연결할 수 있습니다. 일관된 SPE 케이블링이 기존 필드버스 시스템, 복잡한 인터페이스 및 게이트웨이를 대체합니다. 네트워크 케이블과 같은 기존 2선 케이블 인프라를 재사용하는 방법도 있습니다. 따라서 설치 및 시운전이 훨씬 쉬워집니다.

빌딩 자동화에 대해 자세히 알아보기

피닉스컨택트의 제품

M8, M12, M12 하이브리드 및 IP 20 SPE 커넥터

SPE 커넥터

SPE(Single Pair Ethernet)용의 컴팩트한 ONEPAIR 시리즈 장치 및 케이블 커넥터는 빌딩 케이블링은 물론이고 팩토리 및 프로세스 자동화 분야의 효율적인 데이터 전송에 이상적입니다.

IEC 63171-5에 따른 M8 및 M12 설계의 핀 커넥터 패턴은 열악한 현장 환경의 산업용 애플리케이션에서도 사용할 수 있도록 만들어졌습니다. IEC 63171-2에 따른 IP20 핀 커넥터 패턴은 빌딩 케이블링 방식을 선도하고 있습니다. 이 핀 커넥터 패턴은 전체 표준 시리즈 중에서 가장 소형이며 기존 RJ45 인터페이스에 비해 패킹 밀도를 두 배로 늘릴 수 있습니다. 미래 경쟁력을 보장하는 Ethernet 통신을 위해서는 케이블 연결을 줄여야 합니다.

SPE PCB 단자대는 특히 Industry 4.0 및 IIoT 애플리케이션에 적합합니다.

SPE PCB 단자대

SPE(Single pair Ethernet)는 Industry 4.0 및 IIoT 애플리케이션을 위한 강력한 기술입니다. COMBICON 제품군의 PCB 단자대는 명확한 색상 코딩과 직관적인 조작을 특징으로 합니다.

매니지드 SPE 스위치

매니지드 SPE 스위치

매니지드 SPE 스위치를 사용하면 SPE 인터페이스가 있는 최신 센서 및 필드 장치를 Ethernet 네트워크에 직접 연결할 수 있습니다. 따라서 이는 필드 레벨의 센서 데이터가 클라우드와 인터넷에 통합되는 지능형 SPE 솔루션의 기반을 제공합니다.

10BASE-T1L SPE 표준의 매니지드 스위치는 최대 1,000미터의 거리도 지원합니다. 또한 PoDL(Power over Data Line)을 통해 센서에 전원이 최적으로 공급됩니다.

피닉스컨택트 SPE 컨설팅 팀: Tim Kindermann, Verena Neuhaus 및 Guadalupe Chalas

SPE(Single Pair Ethernet) 컨설팅 팀이 제공하는 이점

피닉스컨택트는 다양한 산업 및 분야에서 SPE(Single Pair Ethernet)를 사용하기 위해 필요한 전문성과 제품 포트폴리오를 보유하고 있습니다. SPE 전문가인 Verena Neuhaus, Guadalupe Chalas 및 Tim Kindermann이 디지털화의 핵심 기술인 SPE(Single Pair Ethernet)를 위한 맞춤형 솔루션을 개발하기 위해 고객과 협력하는 방법에 대해 알아보십시오.

스마트 네트워킹을 위한 핵심 파트너

피닉스컨택트는 Single Pair Ethernet의 통합을 제공하는 핵심 파트너입니다. 장치 인터페이스, 케이블링, 액티브 네트워크 컴포넌트를 포함하여 필드의 센서에서 사무실의 PC에 이르기까지 모든 것이 여기에 해당됩니다. 피닉스컨택트는 디지털화 분야의 선구자로서 포괄적인 제품 포트폴리오를 개발하고 있습니다.

선도적인 기술 기업들로 구성된 협회인 Single Pair Ethernet System Alliance 로고

Single Pair Ethernet System Alliance

피닉스컨택트는 다른 선도적인 기술 기업들과 협력하여 SPE System Alliance를 구성했습니다. 파트너 기업들은 SPE(Single Pair Ethernet) 전문 지식을 통합하고 이러한 지식의 대상 지향적 교환을 보장함으로써 산업용 사물 인터넷(IIoT) 및 기타 모든 적용 분야에서 SPE 기술의 사용을 홍보한다는 공통 목표를 추구하고 있습니다.

Single Pair Ethernet 질문 및 대답

Single Pair Ethernet용 M8 및 IP20 커넥터
Single Pair Ethernet을 사용한 공장 자동화 토폴로지
SPE 표준과 그 특징
임베디드 시스템에 사용되는 SPE(Single Pair Ethernet)
SPE용 케이블 인프라
Single Pair Ethernet용 M8 및 IP20 커넥터

오늘날 이미 사용 가능한 Ethernet 기술은 단 하나의 전선 쌍을 통한 최대 10 Gbps의 전송 속도를 제공합니다.

Single Pair Ethernet을 사용한 공장 자동화 토폴로지

SPE 인프라를 사용하면 데이터 케이블링을 줄이고 필드에서 클라우드까지의 미디어 장애 및 장치 오류를 방지할 수 있습니다. 게이트웨이가 더 이상 필요하지 않도록 일관된 Ethernet 기반 구조를 가진 네트워크를 구축할 수 있습니다. 뿐만 아니라, SPE를 사용한 케이블링은 두 개의 전선만 연결하면 되기 때문에 더 쉽고 시간이 절약됩니다. 10Base-T1L 표준은 최대 1000 m 범위의 Ethernet 케이블링을 가능하게 합니다.

SPE 표준과 그 특징

SPE 표준은 IEEE 802.3에 정의되어 있습니다. 현재는 이미 초과된 다른 전송 속도 및 거리를 가진 5개의 다른 표준이 있습니다. 추가 표준이 논의 중입니다.

임베디드 시스템에 사용되는 SPE(Single Pair Ethernet)

예, PoDL(Power over Data Line) 표준을 통해 최대 50 W의 전력을 전송할 수 있습니다. 다양한 성능 등급은 IEEE 802.3bu 및 IEEE 802.3cg 표준에 설명되어 있습니다.

SPE용 케이블 인프라

요구 사항을 충족하는 경우 기존 케이블 인프라를 SPE에 사용할 수 있습니다. SPE 케이블은 IEC 61156-1x 표준에 정의되어 있습니다.

기타 새로운 통신 기술 필드에 이르기까지 일관된 통신

현재 OPC UA, TSN, SPE 및 5G와 같은 새로운 통신 표준이 다양한 위원회와 표준화 프로젝트에서 만들어지고 있습니다. 그러나 이러한 새로운 기술은 서로 독립적인 것으로 간주되어서는 안 됩니다. 이러한 기술들은 미래의 통신을 형성할 것입니다.
산업 통신 기술 분야에서 30년이 넘는 경험을 보유하고 있는 기술 선도 업체인 피닉스컨택트는 모든 주요 표준화 위원회에 적극적으로 참여하고 있습니다. 피닉스컨택트는 이러한 위원회에서 자동화를 위한 새로운 제조업체 간 통신 표준을 만드는 데 도움을 주고 있습니다.

피닉스컨택트 웹 페이지에서 새로운 표준에 대해 자세히 알아보십시오.