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싱글 페어 이더넷– HARTING T1 Industrial

T1 connectivity를 사용하면 이더넷을 더욱 손쉽고 저렴하게 구현할 수 있으며, 이는 클라우드에서 초소형 센서에 이르기까지 광범위하게 사용 가능합니다.

한 쌍의 와이어면 충분합니다 - Let's Twist!

당사의 작은 거인 Tw1ster는 한 쌍의 와이어를 통해 종래에 도달할 수 없던 곳까지 데이터와 전원을 전송하여, 기존의 버스 시스템에 도전합니다. HARTING은 싱글 페어 이더넷에 대한 연구, 산업 및 표준화의 제휴에 의존합니다. 이러한 제휴의 일환으로 국제 표준화 위원회는 HARTING 테크놀로지 그룹의 SPE 체결면을 지지하는 다단계 선정 프로세스를 완성했습니다. 이는 또한 새로운 장치 또는 센서/액추에이터 기술의 설계 담당자를 위해 계획의 보안유지를 보장하여, 그들이 각 장치 기술에 적극적으로 SPE를 구현하기 시작하도록 지원합니다.

Tw1ster는 슈퍼히어로 비전에 싱글 페어 이더넷 전송기능을 특징으로 할 뿐 아니라, 그 이름에 산업 표준 IEC 63171-6(이전 규격 IEC 61076-3-125) 규격도 담고 있습니다. IEC의 국제 표준기구는 여러 단계 선정 프로세스를 거친 후, 산업용 애플리케이션을 위한 미래형 싱글 페어 이더넷 체결면으로 HARTING T1 Industrial을 채택했습니다. 당사는 우리의 히어로에게 축하를 보내며, 앞으로 업계 표준의 자리를 지킬 수 있도록 계속 노력할 것입니다.

멋지다! Tw1ster는 현재 IEC 63171-6 규격에 따라 표준화된다.

IT 세계에서 더욱 작고 효율적인 장치를 지향하는 개발 경향은 이미 잘 알려져 있습니다. 하지만, 이와 같은 경향은 다른 사업 라인에서도 발견되고 있습니다. 전송률이 높아지고 전력이 병렬로 공급되더라도(원격 전력 공급), 케이블링 컴포넌트는 더 작고 가벼워야 합니다. IEEE 802.3에 따른 전송 표준 규격에 기초한, 새로운 싱글 페어 이더넷 기술 SPE는 이제 당장 차세대 자동차에도 통합되었고 CAN 및 기타 버스 시스템을 대체합니다. 제어, 통신 및 안전 기능은 향후 이더넷을 통해 일률적으로 실행될 것입니다. 이것은 네트워크 연결되거나 추후에 자율적으로 운전하기 위한 기본적인 전제 조건입니다.

현재 SPE는 PoDL(Power over Data Line: 데이터 전송선을 통한 전원공급)을 통해 단자용 동시 전원 공급 장치와 두 개의 와이어만 써서 이더넷에 의한 데이터 전송을 가능하게 합니다. 지금까지는, Fast Ethernet (100MB)의 경우 2쌍의 와이어, 또는 기가비트 이더넷의 경우 4쌍의 와이어가 데이터 전송 작업을 위해 필요했습니다. 이러한 장점을 산업자동화에 활용하는 것도 멋진 일입니다.  SPE는 장비, 센서/액추에이터 기술 및 현장 레벨까지 종단간 IP 기반 통신을 통한  장벽 없는 연결을 가능하게 합니다. 이더넷 인터페이스를 단순한 센서, 카메라, 판독/ID 장치 또는 유사한 장비에 통합할 수 있게 됨으로써, 통합 산업 및 IIoT 구현이 가능하게 되었습니다.

HARTING T1 Industrial IP 커넥터 및 장치 소켓

SPE는 버스 시스템 또는 아날로그 전류/전압 인터페이스에 비해 결정적인 이점을 제공하며, 이는 현재 필드 레벨에서 확인할 수 있습니다.  이로써, 필드 레벨은  더욱 스마트하게 되고, 파라미터 세팅, 초기화 및 프로그래밍 작업도 간소화됩니다. 더욱 효율적인 장비의 설치, 작동 및 유지보수를 통해 비용 효율성까지 거둘 수 있게 되었습니다. 또한, 기계 설비, 로봇 및 레일 테크놀로지 분야에서 SPE는 중량 및 공간 절약에도 도움을 줍니다. 배선 일체가 더욱 간소화될 뿐 아니라, 설치 속도도 상당히 더 빠르게 되었습니다.

장치, 케이블 및 커넥터의 일관된 호환가능성

SPE 테크놀로지의 광범위한 사용 및 성공적인 마케팅을 위해서는 장치, 케이블 및 커넥터의 일관된 호환가능성이 전제되어야 합니다. 이는 국제 표준(ISO/IEC 및 IEEE 802.3)을 통해 보장됩니다.  2018년 초, 20개 이상의 국제 전문가 위원회의 참여로, 표준화된 SPE 체결면 채택 및 케이블링 관련 ISO/IEC 규격에 의한 선정 프로세스가 국제적으로 진행되었습니다. 이 선정 프로세스에서 2개의 커넥터 체결면이 권장 선택사항으로 추천되었습니다.

SPE 및 소형화된 인터페이스를 사용함으로써, HARTING은 자동화 분야에서 새로운 가능성을 활짝 열었습니다.
  • 빌딩 케이블링을 지원하는 체결면, IEC 63171-1에 부합: 이 체결면은 CommScope 사의 제안에 기초하며, M1I1C1E1 환경조건을 고려한 유사 변형제품 1(LC 스타일)로 알려져 있습니다.
  • 산업 및 산업 관련 애플리케이션을 지원하는 체결면, IEC 63171-6 (이전 버전 IEC 61076-3-125)에 부합: 이 체결면은 HARTING의 제안에 기초하며, M3I3C3E3 환경 조건에서도 사용 가능하도록 특별히 설계되었으며, 제품 버전 2(산업 스타일)로 알려져 있습니다. 이  SPE 커넥터 설계는  보다 단거리에서는 1GBit/sec, 보다 장거리에서는 10MBit/sec의 속도를 달성할 수 있습니다. 이 커넥터에는 서로 플러그-호환가능한 체결면이 장착되어 있습니다.

MICE (기계적(mechanical)/방수방진(ingress)/기후(climatic)/전자기적(electromagnetic))은 설치작업에 대한 환경 조건을 설명합니다. 따라서 이 정보는 설계자 및 사용자에게 기술 설비 및 케이블링/배선의 사양에 대한 귀중한 정보를 제공합니다. 그 일환으로 기계적 건전성 (M), IPxx 등급 (I), 화학 및 기후 저항 (C) 및 전자파 안전성(E)에 대한 필수 요건이 설명됩니다.  M1I1C1E1 은 사무실 건물에서 볼 수 있는 환경을, M3I3C3E3는 매우 극한의 (옥외 환경 또는 산업부문) 환경을 기술합니다.

HARTING에서 SPE는 기술 주제로서 많은 신제품 개발의 출발점입니다.

그러나, 사용자에게 SPE는 기회일 뿐만 아니라 도전입니다. 이 새로운 테크놀로지는 기존 솔루션만큼 안전합니까? 또한, SPE는 1000m 라인 길이의 공정 자동화에 사용될 수 있습니까? 단말 장치가 사용할 수 있는 전력량은 얼마입니까? SPE 커넥터 및 케이블을 언제 적절하게 표준화되어 출시될 예정입니까? HARTING은 이와 같은 질문들을 매우 심각하게 받아들여, 기술 제휴의 일환으로 해답을 제시하기로 결정했습니다.

WIPANO 프로그램("특허 및 표준을 통한 지식 및 기술 이전")은 이를 달성하는 데 도움이 되는 독일연방경제에너지부의 이니셔티브입니다. HARTING, 로이틀링겐(Reutlingen) 대학교 및 LEONI는 긴급한 SPE 주제에 관한 NG200 공동 프로젝트에 협력하고 있으며, 동시에 그 결과를 국제 표준화 과정에 통합하고 있습니다. 최근, IEC 61076-6규격을 적용함으로써, 업계 호환 가능한 싱글 페어 체결면을 지원하는 중량 및 공간 절약형 케이블링 규정을 향한 중요한 진전이 있었습니다.

SPE 케이블에 대해 IEC 61156-xx 규격에서, SPE에 대한 설치 지침 및 한계값이 포함된 관련 케이블링 표준 규격 ISO/IEC 11801 및 IEC 61918에 대해서는 ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 규격 및 IEC SC 65/JWG 10 규격에서 지속적인 작업이 수행되고 있습니다. 협업 프로젝트의 심화 단계에서, SPE 통신 채널의 기술적 한계가 어디인가에 대한 주제는 계속 논의될 것입니다. 2019년부터 SPE 사용자는 제품뿐만 아니라 컴포넌트 설치 및 시험에 관한 유효 표준 규격 및 가이드라인에도 접근할 수 있습니다. HARTING 기술 파트너십은 SPE를 구현하고자 하는 고객을 지원하므로 실질적인 경쟁 우위를 제공합니다.  HARTING은 본 체결면을 기초로, 포괄적인 산업용 제품군을 준비하고 있습니다.

여기서 T1 Industrial® 관련 기술 문서를 확인하십시오.

싱글 페어 이더넷 - FAQ

싱글 페어 이더넷은 무엇입니까?

싱글 페어 이더넷(SPE)은 최초로 산업 자동화 전반에서 비용효율적 사용을 보장합니다. 싱글 페어 이더넷은 단 한 쌍의 와이어만 사용하여, 최대 1GBit/s의 속도로 데이터를 전송합니다. 이로써, SPE는 인더스트리 4.0 및 IIoT의 시대의 산업 애플리케이션에 이상적인 제품입니다. 싱글 페어 이더넷을 제목으로 하는 무료 eBook은 싱글 페어 이더넷에 대한 상세 정보를 제공합니다.

기존 이더넷을 뛰어넘는 싱글 페어 이더넷의 이점은 무엇입니까?

기존 이더넷은 2쌍 또는 4쌍의 와이어를 필요로 합니다. 이에 비해 SPE는 한 쌍의 와이어만 사용합니다. 이는 비용 및 제품 무게를 줄이는 데 도움이 되며, 소형 사이즈 덕분에 신형 기기 및 결과적으로 산업 현장 레벨에 대한 접근이 가능해 집니다. 이로써 SPE는 IIoT의 토대를 형성합니다.

싱글 페어 이더넷 커넥터에 대해 어떤 표준이 적용되었습니까?

2018년, ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 및 TIA 42 위원회는 표준화된 SPE 인터페이스를 확립하기 위한 국제 선정 절차를 수행하였습니다. 2개의 체결면은 20개가 넘는 위원회에서 권장 선택사항으로 추천되었습니다.

  • 빌딩 배선 (M1I1C1E1)을 위한, IEC 63171-1 규격에 따른 커넥터 체결면: CommScope;
  • 산업 및 산업 관련 애플리케이션(M2I2C2E2 및 M3I3C3E3)을 위한, IEC 63171-6(이전 규격 IEC 61076-3-125)에 따른 체결면: HARTING T1 Industrial®.

따라서, SPE 인터페이스에 대한 중요한 전 세계적 합의가 있어야 합니다.

전원도 싱글 페어 이더넷을 경우하여 전송될 수 있습니까?

또한 전원 전송도 새로운 SPE 전송 표준규격을 위해 표준화되어 왔습니다. PoDL 데이터라인 전원장치는 최대 50W의 효율적인 전원 공급을 설명하는 데 사용 가능한 용어입니다.

싱글 페어 이더넷을 통해서는 어느 정도의 데이터 전송속도를 구현할 수 있습니까?

IEEE 802.3bp 1000BASE-T1 기반의 이더넷 테크놀로지는 현재 이미 적용 가능하며, 1 Gbit/s 전송 속도가 단 한 쌍의 구리 와이어를 통해 구현됩니다. IEEE는 현재 고해상도 센서 및 비디오 전송에 필요한 최대 10Gbit/s의 보다 더 높은 데이터 전송률을 위한 심화 표준규격(IEEE 802.3ch)이 현재 개발 중에 있습니다. 게다가, 10Mbit/s 하나만을 위한 표준규격(IEEE 802.3cg)도 개발되고 있습니다. 이 표준규격은 최대 1,000 미터의 전송 거리를 가능하게 하고, 따라서 거의 모든 필드버스 유형을 교체할 수 있습니다.

싱글 페어 이더넷 테크놀로지의 기원은 무엇입니까?

SPE의 개발은 Broadcom Corporation이 개발한 BroadR-Reach Standard와 함께 시작되었습니다. CAN 버스를 대체할 것이 필요했던 자동차 업계가 이 새로운 TCP/IP 기반 전송 방법을 확인한 후 IEEE 802.3 워킹 그룹은 IEEE 802.3bw-2015 조항 96에서 첫 번째 SPE 표준규격을 표준 100BASE-T1로 발표했습니다. 하지만 자율주행이나 반자동 운전은 훨씬 더 높은 데이터 전송률을 요구했습니다. SPE는 산업의 요건에 적합하도록 조정되고 있습니다.

싱글 페어 이더넷은 자동화를 위한 어떤 이점을 제공하나요?

범용 표준 SPE 인프라를 적용함으로써, 클라우드에서 센서-액추에이터 네트워크에 이르기까지 필드레벨에서 이더넷을 사용하는 것이 처음으로 실현 가능하게 되었습니다. 이를 통해 데이터 처리 중단을 방지하고 통합된 통신 기반을 구축할 수 있습니다. 이로써 IIoT가 가능하게 되었습니다.

싱글 페어 이더넷 커넥터를 위해서는 어떤 표준 규격이 마련되어 있습니까?

SPE 커넥터를 위해서는 다음과 같은 표준화 프로젝트가 현재 진행되고 있습니다.

  • IEC 63171 – 모든 필수 사양 및 테스트 시퀀스를 포함하는 기본 표준 규격 (CD 준비중)
  • IEC 63171-1 – M1I1C1E1 애플리케이션을 위한 LC 인터락(interlock)을 기반으로 하는 CommScope에 의해 제작된 SPE 커넥터 (CDV 사용 가능)
  • IEC 63171-2 – M1I1C1E1 애플리케이션을 위한 Reichle & De-Massari에 의해 제작된 SPE 커넥터 (CD 사용 가능)
  • IEC 63171-3 – M1I1C1E1 애플리케이션을 위한 유명한 Tera 커넥터의 한 쌍을 기반으로 한 Siemon 사의 SPE 커넥터 (NP 사용 가능)
  • IEC 63171-4 – M1I1C1E1 애플리케이션을 위한 BKS의 SPE 커넥터 (NP 사용 가능)
  • IEC 63171-5 – M2I2C2E2 및 M3I3C3E3 애플리케이션을 위한 IEC 63171-2 커넥터 체결면을 기반으로 하는 Phoenix Contact 사의 SPE 커넥터 (CD 사용 가능)
  • IEC 63171-6 (이전 규격 IEC 61076-3-125) – M2I2C2E2 및 M3I3C3E3 애플리케이션을 위한 HARTING 및 TE Connectivity 사의 SPE 커넥터 (CDV 사용 가능, FDIS 준비 중, 최종 버전 2019)

자동화 부문에서 싱글 페어 이더넷의 이점은 무엇입니까?

자동화 부문에서 SPE를 사용하면, 필드 레벨이 Gbit/s 이더넷을 통해 연결될 수 있습니다. 이로써, 데이터 처리의 중단이 과거의 일이 되고, TSN 적용으로 모든 센서가 실시간 성능을 기질 수 있습니다.

철도 솔루션에서 SPE의 이점은 무엇입니까?

SPE 케이블 100미터는 표준 이더넷 케이블에 비해 약 1.6 kg 더 가볍습니다. 이와 같은 경량화로, 열차 운영자는 약 14,000 유로의 운영 비용을 절약할 수 있습니다.

싱글 페어 이더넷은 로봇부문에서도 이점을 가져오나요?

한 쌍의 와이어만 있으면 SPE 케이블이 훨씬 얇아져 표준 이더넷 케이블보다 더 유연합니다. 케이블이 얇을 수록 굽힘 및 비틀림 주기에 대한 내성이 증가합니다. 그 결과 서비스 수명 뿐 아니라 비용 절감도 기대할 수 있습니다. 따라서, SPE는 미래형 로봇 애플리케이션에 적합한 이상적인 배선방법입니다.

싱글 페어 이더넷은 기존 네트워크 케이블과 함께 사용할 수 있습니까?

이는 케이블 공유(sharing)라고 알려져 있으며, 4쌍의 이더넷 케이블을 통한 SPE 전송과도 관련이 있습니다. 하지만, 이는 이론적으로는 가능하지만 실용적이지는 않습니다. 1GBit SPE의 전송 길이는 현재 40m로 제한되고, 안전한 전송을 위해 케이블은 Cat.7 표준을 충족해야 합니다. 이런 경우는 흔치 않습니다. SPE는 이더넷 표준에 대한 실제 장치 추가일 뿐 아니라 필드버스를 교체하는 것으로 간주되어야 합니다.

싱글 페어 이더넷은 어떤 종류의 애플리케이션에서 사용 가능합니까?

초소형 장치 소켓 덕분에, SPE는 산업 애플리케이션에서 현대적 카메라 센서를 위해서도 이상적인 테크놀로지 입니다. 이들 센서에도 높은 데이터 전송률의 작고 컴팩트한 인터페이스가 필요합니다. 당사 HARTING T1 Industrial은 IEC 63171-6 규격에 따라 이러한 요건을 충족합니다.

SPE 산업 파트너 네트워크는 무엇입니까?

SPE 산업 파트너 네트워크는 SPE 네트워크 또는 장치를 설정하고 싶어 하는 사용자들을 위한 첫번째 접점입니다. 모든 회원사는 싱글 페어 이더넷이 산업용 사물 인터넷(IIoT)의 신속하고 지속가능한 성장을 위한 토대라고 생각합니다. 파트너 네트워크는 추가 정보를 갖춘 싱글 페어 이더넷 관련, 자체 웹사이트를 운영하고 있습니다.