產品和解決方案

單對乙太網 – 浩亭T1 Industrial

T1 連接使乙太網變得簡單且經濟實惠 - 它可用於從雲端到最小的傳感器

一對電線就足夠了 - 讓我們自由鉸接!

我們的小巨人 Tw1ster 在一對電線上將數據和電源傳輸到以前無法進入的位置,從而挑戰現有總線系統。 浩亭依賴於單對乙太網的研究、工業和標準化聯盟。作為該聯盟的一員,國際標準化委員會已經完成了多階段甄選過程,選擇了有利於浩亭技術集團的 SPE 插拔面。這還確保了新設備或傳感器/執行器技術設計人員的設計安全性,使他們在相應的設備技術中積極開始實施 SPE。

Tw1ster 不僅憑藉其單對乙太網傳輸而具有超級英雄的形象,而且還意味著是一個行業標準 IEC 63171-6(原 IEC 61076-3-125)。在經過多階段的甄選過程後,國際標準組織 IEC 選擇浩亭 T1 Industrial 作為工業應用中單對乙太網插拔面的未來標準。我們祝賀我們的英雄,而且也將繼續努力,確保它一直保持作為未來行業標準的地位。

太棒了!Tw1ster 現在根據 IEC 63171-6 實現了標準化

在 IT 世界中,發展更小、更高效的設備的趨勢眾所周知。然而,這種趨勢也出現在其他業務領域。儘管具有更高傳輸速率和並行傳輸電源(遠程饋電),但佈線組件需要變得更小更輕。基於 IEEE 802.3 傳輸標準的新型單對乙太網技術 SPE 剛剛被集成到新一代汽車中,取代了其中的 CAN 和其他總線系統。控制、通信和安全功能以後將通過乙太網統一運行。這是聯網和日後自動駕駛的基本先決條件。

SPE 現在支持使用兩根電線來通過乙太網傳輸數據,同時還可通過 PoDL - 數據線供電 - 為終端提供同步電源。在此之前,快速乙太網 (100 MB) 和千兆乙太網分別需要使用兩對電線才能實現這一目的。在工業自動化中使用這些優勢也大有裨益。 SPE 可以通過直至現場級別的 IP  端到端通信實現設備、傳感器/執行器技術等的無障礙連接。通過將乙太網接口集成到簡單的傳感器、攝像機、讀取/ID 設備或類似設備上,可以實現工業集成化和 IIoT。

HARTING T1 工業 IP 連接器和設備插座

與至今仍在現場級別中使用的總線系統或模擬電流/電壓接口相比,SPE 具有決定性的優勢。 這使現場級別變得智能化並簡化了參數設置、初始化和編程。 設備的設置、操作和維護變得更加高效且更具成本效益。在機器、機器人和軌道技術中,SPE 還有助於減輕重量和節省空間。完整佈線更簡單,安裝速度更快。

設備、電纜和連接器的一致兼容性

大規模使用並成功營銷 SPE 技術的先決條件是設備、電纜和連接器的一致兼容性。這由國際標準化(ISO/IEC 和 IEEE 802.3)來得到保證。  2018 年初,ISO/IEC 開展了針對佈線和標準化 SPE 插接面選擇的國際性甄選過程,其中有 20 多個國際專家委員會參加。在這個甄選過程中,有兩種連接器插拔面成為首選:

憑藉 SPE 和微型化接口,浩亭在自動化領域開闢了全新的可能性
  • 在建築物佈線中,插拔面符合 IEC 63171-1 標準:此插拔面基於 CommScope 公司的提議,並使用 M1I1C1E1 環境的同義詞變體 1(LC 型)命名
  • 在工業和工業相關應用中,插拔面符合 IEC 63171-6 標準(原 IEC 61076-3-125):該插拔面基於浩亭的提議,專門設計用於高達 M3I3C3E3 的環境條件,被稱為變體 2(工業型)。 這種 SPE 連接器設計 可實現短距離 1 GBit/秒傳輸和長距離 10 MBit/秒傳輸。它具有彼此插拔兼容的插拔面。

MICE(機械、入口、氣候、電磁效應)描述了安裝的環境條件。因此,它為設計人員和用戶提供有關技術設備和佈線規範的重要信息。其中也描述了對機械強度 (M)、IPxx 等級 (I)、耐化學和氣候性 (C) 以及電磁安全性 (E) 的基本要求。 M1I1C1E1  描述的是辦公樓等情況下的環境,而 M3I3C3E3 描述的則是非常極端的(戶外或工業)環境。

對於浩亭來說,SPE 是許多新產品開發的技術主題和起點。

但對於用戶來說,SPE 不僅是一個機會,而且也是一個挑戰。這項新技術是否會像現有解決方案一樣安全?SPE 也可用於線路長度為 1000m 的過程自動化嗎?最終設備可以使用多少功率?SPE 連接器和線纜何時可以供貨,它們是否具有足夠的標準化?浩亭非常重視這些問題,並決定通過技術合作來給出答案。

WIPANO 計劃(“通過專利和標准進行知識和技術轉讓”)是聯邦經濟事務和能源部的一項倡議,旨在幫助實現這一目標。浩亭、羅伊特林根大學和 LEONI 正在通過聯合項目 NG200 研究與眾多 SPE 方面有關的迫切問題,同時將結果納入國際標準化。最近,通過 IEC 61076-6,這項計劃又朝著在工業兼容的單對插拔面中實現重量節省和空間節省的佈線邁出了重要一步。

在針對 SPE 佈線 的 IEC 61156-xx、針對相關佈線標準 ISO/IEC 11801 和 IEC 61918 的ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 和 IEC SC 65/JWG 10 中,正在繼續進行相關研究,其中包含 SPE 的安裝指南和限值。在聯合項目的其他步驟中,將探討 SPE 通信渠道的技術限制問題。從 2019 年開始,SPE 的用戶不僅可以使用相關產品,還會獲得有關組件安裝和測試的有效標準和指南。浩亭技術合作關係為客戶實施 SPE 提供支持,從而提供真正的競爭優勢。 以這個插拔面為基礎,浩亭正在準備推出針對工業市場的全面產品系列。

在此處查看有關  T1 Industrial® 的技術文章。

單對乙太網 - 常見問題

什麼是單對乙太網?

單對乙太網 (SPE) 首次確保可在工業自動化的各個方面經濟高效地使用以太網。單對乙太網使用一對電線以高達 1GBit/s 的速度傳輸數據。這使得 SPE 非常適合工業 4.0 和 IIoT 時代的工業應用。這本名為《單對乙太網》的免費電子書提供有關單對以太網的詳細信息。

與傳統乙太網相比,單對乙太網有哪些優勢?

傳統乙太網需要兩對或四對電線。相比之下,SPE 只需一對電線。這有助於降低成本和重量,並且由於尺寸更小,所以能夠用於新設備和最終的工業現場級別。因此,SPE 構成了 IIoT 的基礎。

單對乙太網連接器採用哪些標準?

2018 年,ISO / IEC JTC 1 / SC 25 / WG 3 和 TIA 42 委員會開展了旨在開發標準化 SPE 接口的國際甄選流程。在 20 多個委員會推薦的插拔面中,有兩個插拔面成為首選:

  • 在建築佈線 (M1I1C1E1) 中,連接器插拔面符合 IEC 63171-1: CommScope 標準;
  • 在工業和工業相關應用(M2I2C2E2 和 M3I3C3E3)中,插拔面符合 IEC 63171-6(原 IEC 61076-3-125): HARTING T1 Industrial® 標準。

因此,在 SPE 接口方面已達成廣泛的全球共識。

電力也可以通過單對乙太網傳輸嗎?

電力傳輸也已針對新的 SPE 傳輸標准進行了標準化處理。PoDL(數據線上電)是用於描述最高 50W 的有效電源的術語。

可以通過單對乙太網傳輸的數據速率是多少?

基於 IEEE 802.3bp 1000BASE-T1 的乙太網技術目前已可供使用,而且僅通過一對銅線即可實現 1 Gbit/s 的傳輸速率。IEEE 目前正在製定另一個具有可達 10 Gbit/s (IEEE 802.3ch) 的更高數據速率(這是高分辨率傳感器和視頻傳輸所需要的)的標準。此外,10Mbit/s (IEEE 802.3cg) 標準也在開發之中。這個標準支持高達 1,000 米的傳輸距離;因此,它可以取代幾乎所有現場總線類型。

單對乙太網技術的起源是什麼?

SPE 始於 Broadcom Corporation 開發的 BroadR-Reach 標準。在需要替換 CAN 總線的汽車行業確定這種新的基於 TCP/IP 的傳輸方法之後,IEEE 802.3 工作組發布了第一個 SPE 標準,即 IEEE 802.3bw-2015 第 96 條中的 100BASE-T1 標準。SPE 正在根據行業需求進行調整。

單對乙太網在自動化領域是否具有優勢?

憑藉通用的標準化 SPE 基礎架構,在從雲到傳感器-執行器網絡的現場級別使用乙太網首次具備了可行性。這樣可以防止數據處理中斷,並創建統一的通信基礎。這使 IIoT 成為可能。

單對乙太網連接器有哪些標準?

有關 SPE 連接器的以下標準化項目目前正在開發之中:

  • IEC 63171 – 具有所有必要規格和測試順序的基本標準(CD 正在準備中)
  • IEC 63171-1 – CommScope 根據針對 M1I1C1E1 應用的 LC 互鎖開發的 SPE 連接器(CDV 可用)
  • IEC 63171-2 – Reichle & De-Massari 針對 M1I1C1E1 應用開發的 SPE 連接器(CD 可用)
  • IEC 63171-3 – Siemon 公司根據一對用於 M1I1C1E1 應用的著名 Tera 連接器開發的連接器(NP 可用)
  • IEC 63171-4 – BKS 針對 M1I1C1E1 應用開發的 SPE 連接器(NP 可用)
  • IEC 63171-5 – Phoenix Contact 公司根據針對 M2I2C2E2 和 M3I3C3E3 應用的 IEC 63171-2 連接器插拔面開發的SPE 連接器(CD 可用)
  • IEC 63171-6(原 IEC 61076-3-125) – 浩亭和 TE Connectivity 公司針對 M2I2C2E2 和 M3I3C3E3 應用開發的 SPE 連接器(CDV 可用、FDIS 正在準備中,2019 年最終發布)

單對乙太網在自動化領域具有哪些優勢?

在自動化領域中,SPE 支持使用 Gbit/s 乙太網連接現場級別。這使得數據處理中斷成為過去,而通過使用 TSN,每個傳感器都具有實時功能。

SPE 在鐵路解決方案中具有哪些優勢?

每 100 米 SPE 電纜比標準以太網電纜輕約 1.6 kg。通過這種重量減輕,列車運營商可以節省約 14,000 歐元的運營成本。

單對乙太網在機器人領域是否具有優勢?

僅用一對電線的 SPE 電纜要細得多,因此比標準乙太網電纜更靈活。電纜越細,能夠承受的彎曲和扭轉次數越多。其結果就是實現更長的使用壽命和成本節省。因此,SPE 是未來機器人應用的理想電纜。

可以通過現有網絡電纜傳輸單對乙太網嗎?

這稱為電纜共享,是指通過四對乙太網電纜傳輸 SPE。雖然在理論上可行,但不實用。1GBit SPE 的傳輸長度目前限制為 40 米。為了確保安全傳輸,電纜必須滿足 Cat. 7 標準。這種情況很少發生。SPE 應被視為以太網標準的實用補充和現場總線的替代品。

單對乙太網可用於哪種應用?

由於設備插座極小,SPE 是工業應用中現代相機傳感器領域的理想技術。它們需要通過小型緊湊的接口實現高數據速率。我們的浩亭 T1 Industrial 符合 IEC 63171-6 標準,能夠滿足這些要求。

什麼是 SPE 工業合作夥伴網絡?

SPE 工業合作夥伴網絡是想要建立 SPE 網絡或設備的用戶的第一聯繫點。所有成員公司都將單對以太網視為工業物聯網 (IIoT) 快速且可持續增長的基礎。合作夥伴網絡運營有自己的單對乙太網網站並提供更多信息