符合 IEC 63171-7 標準的單對乙太網路,首次實現了跨越廠商界限的真正相容性,並為您的企業降低規劃風險。
單對乙太網路 確保從感測器到雲端的端對端設備通訊:單對乙太網路 (SPE) 僅透過一對線即可實現乙太網路傳輸,從而確保經濟高效率、節省空間的感測器連接。由此實現直至現場級別的 IP 端對端通訊。除了傳輸資料,單對乙太網路技術還可透過資料線供電 (PoDL) 為終端設備供電。透過這份白皮書,您將瞭解到如何為您的現場通訊系統建立面向未來的架構。
何謂單對乙太網路?
傳統乙太網在自動化金字塔中已用於連接上層架構,但對於最底層的現場級別而言,往往過於複雜或其傳輸距離有所受限。在這種背景下,SPE 技術顯著擴展了乙太網的性能範圍。
單對乙太網路是一種物理層技術,僅需透過一對雙絞線即可進行資料傳輸,相較之下,快速乙太網 (100 Mbps) 需使用兩對雙線,十億位元乙太網則需使用四對雙線。如此一來,緊湊型設備、感測器與執行器皆可直接從現場級別進行連接,無需額外的子系統或閘道器。SPE 作為乙太網路的升級款,使用便捷、節省材料,可用於當下和未來的許多應用領域。
全新單對乙太網路標準常見問答
IP20 與 M12 針式連接器預計將於 2027 年年初問世, 建議即刻展開規劃。未來亦計劃將其他結構設計逐步導入新標準。
菲尼克斯電氣是此新標準的發起者與積極共建者 – 您將能受益於我們豐厚的經驗與卓越的創新實力。
全新配接面能簡化整合流程、提升相容性,並讓您在眾多應用中實現更靈活的運用。
現有的 SPE 產品目前並未停產。相關決策將於全面推出新產品組合後,再進行長期評估。
可以。我們的解決方案經過精心設計,讓您能夠在設備中彈性且並行地使用既有產品與新產品。
SPE 技術
單對乙太網路相關標準一覽
白皮書中的 SPE 標準與規範
SPE 的效能取決於明確界定的標準與規範。該白皮書闡述了國際標準與規範如何建構出一套具備貫通性、互通性且能因應未來需求的 SPE 基礎設施。IEEE 802.3 定義了 SPE 標準。該標準描述了各種基於乙太網路的雙線資料傳輸技術框架。它們之間的區別在於傳輸速率和距離不一樣。IEC 63171 標準描述了可用於該 SPE 標準的相容連接器。目前,IEC 63171-7 第 2 版正在編制中。
IEC 63171-7 第 2 版以現有的混合式 SPE 介面為基礎。它定義了一種統一的配接面,可同時適用於混合型及純資料型應用程式。該標準區分了多種結構型式,使用者可根據使用地點及防護要求選擇合適的型式。其中包括適用於受保護環境的 IP20 配接面,以及適用於現場級別的堅固型 M8 和 M12 款型。
資料線供電 (PoDL)
除了經由乙太網路傳輸資料,SPE 技術還可同時為終端設備供電。透過資料線供電 (PoDL),可以傳輸高達 52 W 的有效功率。
IEEE 802.3bu 和 IEEE 802.3cg 標準描述了不同的性能等級。藉由這項技術,可以透過用於資料傳輸的電纜為最遠 1,000 m 外的感測器或執行器供電。由此最大程度減少了現場接線所需的安裝工作和佔地空間。
PoDL 性能等級
單對乙太網路應用 SPE 非常適合農業、建築、工業和製程自動化領域的各種應用。SPE 技術產品可輕鬆整合到現有的乙太網路基礎設施中,不受使用環境的限制。由於電纜佔地面積少,單對乙太網路可以為您的電氣系統留出更多的空間,順應了資源節約型小型化設備的發展趨勢。
高溫、嚴寒、濕氣、灰塵、衝擊和振動 – 農業機械用資料連接器需要滿足各種極端要求。為了確保在高負載下也能實現出色的可靠性,菲尼克斯電氣開發有耐用型連接器,能夠持久、穩定、高效地完成 SPE 資料傳輸。身為農業工業電子基金會 (AEF) 的一員,我們致力於推動開發高速 ISOBUS (HSI) 等資料傳輸新標準,並透過我們的單對乙太網路產品提供支援。
在所有製造領域,整合感測器都是重要的一環。SPE 可將感測器、執行器或現場設備可靠地整合到現有的乙太網路環境中。從而將必要的資料和過程資訊直接傳輸至控制級別或雲端,以進行分析。與現場匯流排協定不同的是,乙太網路貫穿了所有自動化層級。不再需要額外的閘道器或介面。由於芯線的數量減少至僅一對,直接在機器或設備中為感測器接線的工作也得以簡化。設備的構造、運轉和維護也會更加經濟高效。
這種技術可節省空間,非常適合用於汽車行業的各類應用。它僅透過一對雙絞線就能實現 10 Mbps 至 1 Gbps 的傳輸速率,且電纜長度最大可達 15 m(非遮罩)或 40 m(遮罩),非常適合用在車輛電纜束中。此外,人們還在制定其他新的 SPE 標準,以實現 10 Gbps 甚至更高的資料傳輸速率。在新一代的車輛中,SPE 將逐步取代 CAN、MOST、FlexRay 等匯流排系統。安全功能、控制器和通訊統一透過乙太網路運轉。這是聯網或自動駕駛的重要前提。
乙太網路 APL 為易爆區過程應用的現場設備和感測器提供兩線乙太網路直連。進階實體層 (APL) 採用 IEEE 802.3cg 中的 10BASE-T1-L 標準,並結合 IEC TS 60079-47,2021-03 (2-WISE) 標準(2-WISE = 2 線本質安全乙太網路),支援包括本質安全在內的多種防爆保護方法。因此,乙太網 APL 可用於危險區域,並能以 10 Mbps 的速率實現長達 1,000 m 的橋接距離。依託這一通訊基礎設施,乙太網即可實現在製程工業中的持續應用。
聯網的樓宇運轉效率高、更安全並能提供額外的便捷功能。透過使用一致的 IP 協定,感測器、開關或溫控器等可經由本地資料網路和雲端連接至建築管理系統。一致的 SPE 接線代替了現有的現場匯流排系統、複雜的介面或閘道器。此外,還可再次使用現有的雙線電纜基礎設施,如網路管線。安裝和試運轉工作得以顯著簡化。
單對乙太網系統聯盟
菲尼克斯電氣與多家頂尖科技企業共同組成「SPE 系統聯盟」。聯盟成員企業匯集了單對乙太網領域的專業技術知識,並進行有針對性的技術交流。該聯盟以推動 SPE 技術應用於工業物聯網(IIoT)及所有其他應用領域為共同發展目標。