Strona internetowa
Technologie
Ethernet jednoparowy

Ethernet jednoparowy Kompleksowa komunikacja urządzeń od czujnika do chmury: Ethernet jednoparowy (SPE) umożliwia transmisję danych Ethernet za pomocą tylko jednej pary przewodów, a tym samym zapewnia oszczędne i zajmujące niewiele miejsca podłączenie czujników. Możliwa staje się ciągła komunikacja oparta na protokole IP aż do poziomu obiektowego. Oprócz transmisji danych, technologia Ethernetu jednoparowego umożliwia również jednoczesne zasilanie urządzeń końcowych przez PoDL – Power over Data Line. Ethernet jednoparowy spełnia wymagania dotyczące jednolitej infrastruktury sieciowej, która jest podstawą Industry 4.0 i Przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT).

Czym jest Ethernet jednoparowy?

Klasyczny Ethernet, który łączy już wszystkie wyższe poziomy w piramidzie automatyki, często nie nadaje się do połączenia najniższego poziomu obiektowego. Instalacja jest często zbyt skomplikowana lub maksymalne odległości są niewystarczające. Technologia Ethernetu jednoparowego zdecydowanie rozszerza w tym momencie profil klasycznego Ethernetu.

Ethernet jednoparowy to inna forma warstwy fizycznej. Tam gdzie wcześniej potrzebne były dwie skrętki do transmisji szybkiego Ethernetu (100 Mb/s) lub cztery skrętki do Ethernetu gigabitowego, dzisiaj Ethernet jednoparowy umożliwia transmisję danych za pomocą tylko jednej skrętki. Otwiera to nowe możliwości podłączenia kompaktowych urządzeń, czujników i urządzeń wykonawczych bezpośrednio z poziomu obiektu. Nie są już potrzebne dodatkowe podsystemy lub bramki. Ethernet jednoparowy jest zatem lekką i oszczędną postacią Ethernetu dla wielu obecnych i przyszłych obszarów zastosowań.

Człowiek z tabletem podczas komunikacji opartej na IP

Ciągła komunikacja oparta na protokole IP z poziomu obiektu do chmury

Nowoczesna infrastruktura sieciowa dzięki komunikacji opartej na sieci Ethernet

W bezpośrednim porównaniu z istniejącymi rozwiązaniami, Ethernet z TCP/IP i Time Sensitive Networking (TSN) umożliwia transmisję danych w czasie rzeczywistym ze znacznie większą szybkością. Dzięki Ethernetowi jednoparowemu jest to możliwe również w przypadku danych z poziomu obiektu. Nowoczesna technologia transmisji pozwala na komunikację Ethernetową od czujnika do chmury niewielkim kosztem i nie zajmując dużo miejsca. Dzięki uniwersalnej kompatybilności poprzez zdefiniowane standardy protokołów transmisji, okablowania i komponentów sprzętowych Ethernet jednoparowy może być używany na szeroką skalę w różnych aplikacjach.

Transmisja danych za pomocą tylko jednego przewodu dwużyłowego pozwala na wykorzystanie istniejących kabli dwużyłowych (cable sharing). Rozwiązanie to zapewnia oszczędność materiałów, zmniejsza okablowanie i jest łatwe w integracji. Technologia ta może być wykorzystywana w aplikacjach o zasięgu do 1000 metrów, wysokiej prędkości przesyłu danych do 10 Gb/s oraz mocy znamionowej do 50 W. Sieć Ethernetu jednoparowego może być wykonana w topologii gwiazdy lub linii. Technologia ta spełnia wymagania nowoczesnej infrastruktury sieciowej.

Bezpłatny webinar

Podstawowa wiedza na temat Ethernetu jednoparowego

Wszystko, co trzeba wiedzieć o Ethernecie jednoparowym: Verena Neuhaus i Tim Kindermann, specjaliści w dziedzinie SPE w Phoenix Contact, prezentują technologię i omawiają trendy w komunikacji przemysłowej. Pokażą również, w jaki sposób można wykorzystywać produkty do Ethernetu jednoparowego w swoich zastosowaniach.

Obejrzyj webinar

Webinar na temat Ethernetu jednoparowego z Vereną Neuhaus i Timem Kindermannem, specjalistami w dziedzinie SPE w Phoenix Contact

Cechy technologii Ethernetu jednoparowego

Standardy Ethernetu jednoparowego

Różne standardy i normy regulują wszystkie kwestie technologii Ethernetu jednoparowego, od interfejsów Ethernet i okablowania po transmisję danych. Standardy Ethernetu jednoparowego zostały określone w normie IEEE 802.3. Ten standard opisuje ramy techniczne dla transmisji danych opartej na sieci Ethernet przez parę przewodów. Różnią się one szybkością transmisji i odległością. IEC 63171 opisuje kompatybilne złącza dla tych standardów Ethernetu jednoparowego.

Phoenix Contact oferuje złącza IP20 zgodne z IEC 63171-2, a także złącza IP67 w konstrukcji M8 i M12 zgodne z IEC 63171-5. Ponadto obecnie trwają prace nad złączami hybrydowymi M12 do Ethernetu jednoparowego zgodnymi z IEC 63171-7. Kable do Ethernetu jednoparowego są zdefiniowane w standardzie IEC 61156-1x. Istnieje możliwość wykorzystania istniejącej infrastruktury kablowej, o ile spełnia ona określone wymagania.

Odcinki transmisji

Początki Ethernetu jednoparowego leżą w przemyśle motoryzacyjnym. Celem jest realizacja wydajnej i jednolitej infrastruktury, która może zapewnić wysoką wydajność przy jak najmniejszej ilości okablowania. Podobne wymagania dotyczą aplikacji w innych branżach. Jednak 100 metrów jako maksymalna długość połączenia w klasycznym Ethernecie nie są wystarczające dla wielu zastosowań. Standard Ethernetu jednoparowego 10BASE-T1L zgodny z IEEE 802.3cg pozwala na znacznie większą odległość transmisji. Standard ten definiuje okablowanie danych z tylko jedną parą przewodów i dystansem transmisji do 1000 metrów.

Przy długości transmisji wynoszącej 1000 metrów szybkość transmisji sięga do 10 Mb/s lub 1 Gb/s przy długości transmisji wynoszącej 40 metrów. Te prędkości transmisji są wystarczające nawet dla wymagających czujników z poziomu obiektowego. Dzięki temu interfejsy Ethernetu jednoparowego mogą być uniwersalnie stosowane w aplikacjach przemysłowych.

Power over Data Line (PoDL) umożliwia jednoczesne zasilanie czujników lub urządzeń obiektowych

PoDL – Power over Data Line

Oprócz transmisji danych przez Ethernet, technologia Ethernetu jednoparowego umożliwia również jednoczesne zasilanie urządzeń końcowych. Za pomocą Power over Data Line (PoDL) można przesyłać moc użyteczną do 50 W.

Różne klasy mocy są opisane w standardzie IEEE 802.3bu i IEEE 802.3cg. Dzięki tej technologii możliwe jest zasilanie czujnika lub urządzenia wykonawczego oddalonego nawet o 1000 metrów poprzez kabel używany do transmisji danych. Minimalizuje to czas instalacji i miejsce niezbędne na okablowanie obiektowe.

Klasy mocy PoDL

Zastosowania Ethernetu jednoparowego Ethernet jednoparowy jest idealny do różnych zastosowań w Industry 4.0, automatyce budynkowej i automatyce procesowej. Technologia Ethernetu jednoparowego może być łatwo zintegrowana z istniejącą infrastrukturą Ethernet, niezależnie od środowiska, w którym jest wykorzystywana. W odpowiedzi na ekologiczny trend miniaturyzacji urządzeń Ethernet jednoparowy dzięki kompaktowym przewodom oferuje więcej miejsca na elektronikę.

Człowiek przed ekranem w branży produkcyjnej

Budynek z automatyką budynkową z zewnątrz

Przemysł motoryzacyjny

Kompaktowa technologia idealnie nadaje się do zastosowań w przemyśle motoryzacyjnym. Dzięki transmisji od 10 Mb/s do 1 Gb/s za pomocą tylko jednej pary przewodów przy maksymalnej długości kabla do 15 metrów (nieekranowany) lub 40 metrów (ekranowany), idealnie nadaje się do zastosowania w wiązkach kablowych w pojazdach. Ponadto trwają prace nad szeregiem nowych standardów Ethernetu jednoparowego, które mają umożliwić transmisję danych z szybkością do 10 Gb/s, a nawet więcej. W nowoczesnych samochodach Ethernet jednoparowy zastępuje więc CAN, MOST, FlexRay i inne systemy magistralne. Funkcje bezpieczeństwa, sterowanie i komunikacja odbywają się poprzez sieć Ethernet. Jest to niezbędny warunek w przypadku pojazdów sieciowych lub autonomicznych.

Aplikacje przemysłowe

We wszystkich obszarach produkcyjnych integracja czujników odgrywa kluczową rolę. Ethernet jednoparowy niezawodnie integruje czujniki, urządzenia wykonawcze i urządzenia obiektowe z istniejącą siecią Ethernet. Oznacza to, że niezbędne dane i informacje procesowe mogą być przesyłane do analizy bezpośrednio do poziomu sterowania lub do chmury. W przeciwieństwie do protokołów Fieldbus, Ethernet przenika wszystkie poziomy automatyki. Nie są potrzebne dodatkowe bramy lub interfejsy. Redukcja do tylko jednej pary przewodów upraszcza również okablowanie czujników bezpośrednio w maszynach lub systemach. Budowa, eksploatacja i utrzymanie systemów stają się efektywniejsze i tańsze.

Przemysł przetwórczy

Bezpośrednie dwuprzewodowe połączenie Ethernet urządzeń obiektowych i czujników w obszarach Ex aplikacji procesowych umożliwia Ethernet APL. Advanced Physical Layer wykorzystuje standard 10BASE-T1-L z normy IEEE 802.3cg w połączeniu ze standardem IEC TS 60079-47, 2021-03 (2-WISE) (2-WISE = 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) i wspiera metody ochrony przeciwwybuchowej wraz z wykonaniem iskrobezpiecznym. Możliwe jest zastosowanie w obszarach zagrożonych wybuchem i do transmisji danych z prędkością 10 Mb/s na duże dystanse do 1000 m. Nowa infrastruktura komunikacyjna umożliwia szerokie zastosowanie Ethernetu w przemyśle przetwórczym.

Więcej na temat Ethernet-APL

Automatyka budynkowa

Budynki połączone w sieć zapewniają wysoką wydajność, większe bezpieczeństwo i dodatkowe funkcje komfortu. Dzięki zastosowaniu uniwersalnego protokołu IP czujniki, przełączniki lub termostaty mogą być podłączone np. do systemu zarządzania budynkiem poprzez lokalną sieć danych i chmurę. Okablowanie Ethernetu jednoparowego zastępuje istniejące systemy magistrali obiektowej, skomplikowane interfejsy lub bramki. Istnieje również możliwość ponownego wykorzystania istniejącej dwuprzewodowej infrastruktury kablowej, np. kabli sieciowych. Znacznie ułatwia to instalację i uruchomienie.

Więcej na temat automatyki budynkowej

Nasze produkty

Złącza do Ethernetu jednoparowego

Kompaktowe złącza do urządzeń i złącza kablowe serii ONEPAIR do Ethernetu jednoparowego nadają się idealnie do efektywnego przesyłania danych w automatyce przemysłowej i procesowej oraz do okablowania budynku.

W zastosowaniach przemysłowych, również w trudnych warunkach otoczenia, sprawdziły się przody wtyku zgodne z normą IEC 63171-5 w konstrukcji M8 i M12. W okablowaniu budynkowym wiodącą rolę odgrywa przód wtyku IP20 zgodny z IEC 63171-2. Ten przód wtyku jest najbardziej kompaktowy z całej serii norm i umożliwia dwukrotne zwiększenie gęstości upakowania w porównaniu z konwencjonalnym interfejsem RJ45. Zredukowane okablowanie jest podstawą dla nowoczesnej komunikacji Ethernet.

Poznaj złącza do Ethernetu jednoparowego

Terminale przyłączeniowe do PCB do Ethernetu jednoparowego

Ethernet jednoparowy to wydajna technologia do realizacji aplikacji Industry 4.0 i IIoT. Terminale przyłączeniowe do PCB z serii COMBICON sprawdzają się tu doskonale dzięki czytelnemu kodowaniu kolorystycznemu i intuicyjnej obsłudze.

Do listy produktów – terminale przyłączeniowe do PCB do Ethernetu jednoparowego

Switch zarządzalny do Ethernetu jednoparowego

Switche zarządzalne do Ethernetu jednoparowego

Switche zarządzalne do Ethernetu jednoparowego to pierwsze przełączniki umożliwiające bezpośrednie połączenie nowoczesnych czujników i urządzeń obiektowych z siecią Ethernet przez interfejs Etherneti jednoparowego. Stanowią one podstawę inteligentnego rozwiązania Ethernetu jednoparowego, w którym dane z czujników z poziomu obiektu są zintegrowane z chmurą i internetem.

Dzięki standardowi SPE 10 BASE-T1L switch zarządzalny umożliwia nawet duże odległości do 1000 metrów. Power over Data Line (PoDL) umożliwia dodatkowo optymalne zasilanie czujników.

Poznaj switche zarządzalne do Ethernetu jednoparowego

Zespół konsultantów Phoenix Contact SPE: Tim Kindermann, Verena Neuhaus i Guadalupe Chalas

Oferta naszego zespołu doradczego w zakresie Ethernetu jednoparowego

Phoenix Contact posiada wiedzę i portfolio produktów pozwalające na zastosowanie Ethernetu jednoparowego w różnych branżach i obszarach. Dowiedz się, jak eksperci SPE Verena Neuhaus, Guadalupe Chalas i Tim Kindermann współpracują z klientami przy tworzeniu indywidualnych rozwiązań dla Ethernetu jednoparowego, kluczowej technologii cyfryzacji.

Poproś o doradztwo już teraz

Kluczowy partner w dziedzinie inteligentnych sieci

Phoenix Contact jest kluczowym partnerem w integracji Ethernetu jednoparowego (Single Pair Ethernet). Od interfejsu urządzenia i okablowania po aktywny komponent sieci, od czujników obiektowych po komputery w biurze. Jako pionier w dziedzinie cyfryzacji firma Phoenix Contact oferuje kompleksową gamę produktów.

Ethernet jednoparowy System Alliance

Firma Phoenix Contact wraz z innymi wiodącymi firmami technologicznymi połączyła siły w ramach SPE System Alliance. Firmy partnerskie łączą tu swoje know-how w zakresie Ethernetu jednoparowego i dzielą się doświadczeniem. Ich wspólnym celem jest popularyzacja technologii Ethernetu jednoparowego w przemysłowym Internecie Rzeczy (IIoT) oraz we wszystkich innych obszarach zastosowań.

Dowiedz się więcej na stronie www.singlepairethernet.com

Pytania i odpowiedzi na temat Ethernetu jednoparowego

Złącza M8 i IP20 do Ethernetu jednoparowego

Topologia systemu automatyzacji produkcji z Ethernetem jednoparowym

Standardy i właściwości Ethernetu jednoparowego

Ethernet jednoparowy używany w systemie embedded

Infrastruktura kablowa do Ethernetu jednoparowego

Jakie szybkości przesyłu umożliwia Ethernet jednoparowy?

Dostępna już dziś technologia Ethernet umożliwia szybkość transmisji do 10 Gb/s przez jedną tylko parę przewodów.

Dlaczego mam używać Ethernetu jednoparowego?

Infrastruktura Ethernetu jednoparowego pozwala na zredukowanie okablowania teletechnicznego, uniknięcie przerw w dostawie mediów z obiektu do chmury oraz awarii urządzeń. Możesz tworzyć sieci oparte na topologii Ethernet bez bramek. Ponadto Ethernet jednoparowy ułatwia i przyspiesza okablowanie, ponieważ podłącza się tylko dwie żyły. Standard 10Base T1L umożliwia okablowanie Ethernet o zasięgu do 1000 m.

Jakie istnieją standardy Ethernetu jednoparowego?

Standardy Ethernetu jednoparowego zostały określone w IEEE 802.3. Aktualnie istnieje pięć różnych standardów o różnej szybkości transmisji i różnych dystansach. Trwają dyskusje nad kolejnymi standardami.

Czy Ethernet jednoparowy może służyć również do zasilania?

Tak, przy użyciu standardu PoDL (Power over Data Line) możliwe jest zasilanie do 50 W. Różne klasy mocy są opisane w standardzie IEEE 802.3bu i IEEE 802.3cg.

Co zrobić z istniejącą infrastrukturą kablową?

Istnieje możliwość wykorzystania do Ethernetu jednoparowego istniejącej infrastruktury kablowej, o ile spełnia ona określone wymagania. Kable do Ethernetu jednoparowego są zdefiniowane w standardzie IEC 61156-1x.

Więcej nowych standardów komunikacji Komunikacja na wszystkich poziomach aż po poziom obiektu

W wielu zespołach i projektach standaryzacyjnych powstają aktualnie nowe standardy komunikacji, np. OPC UA, TSN, SPE i 5G. Nowych technologii nie należy jednak rozpatrywać w oderwaniu od siebie, bowiem wspólnie tworzą one komunikację przyszłości.
Firma Phoenix Contact jako lider technologiczny z ponad 30 -letnim doświadczeniem w dziedzinie komunikacji przemysłowej należy do wszystkich ważnych zespołów standaryzacyjnych. Przy naszym współudziale powstaje w nich nowy, niezależny standard komunikacji do automatyki przemysłowej.

Na naszych stronach dowiesz się więcej na temat nowych standardów.