產品和解決方案

單對乙太網 – 浩亭 T1 Industrial

T1-Connection 技術使以太網的實施變得簡單且經濟高效 - 從雲端到最小的傳感器

一對就足夠了 - 讓我們自由鉸接!

Tw1ster - 我們的小巨人採用雙絞線技術 - 將數據和電力傳輸到以前無法進入的位置,完全改變了傳統的總線系統。 浩亭 依賴於單對以太網研究、工業和標準化聯盟。

T1 不僅憑借其單對以太網傳輸而具有超級英雄的形像,而且還意味著是一個行業標准。在經過多階段的甄選過程後,國際標准組織IEC選擇浩亭T1 Industrial作為工業應用中單對以太網插接的未來標准。我們祝賀我們的英雄,也將繼續努力,確保它一直保持作為未來行業標准的地位。

Ausgezeichnet! Tw1ster ist nun standardisiert nach IEC 63171-6

人們熟悉 IT 世界中更小、更強大的設備的趨勢。但這種趨勢在其他行業也在日益流行。儘管具有更高數據速率和並行傳輸電源(遠程電源),但佈線組件必須變得更小更輕。基於 IEEE 802.3 傳輸標準的新型單對乙太網技術 SPE 目前正在新一代汽車中實施,取代了 CAN 和其他總線系統。控制器、通信和安全功能以後將通過乙太網統一運行 - 這是聯網或日後的自動駕駛的基本要求。

SPE 現在可以通過一對線纜在乙太網上進行數據傳輸,同時還通過 PoDL(數據線供電)為終端設備提供同步電源。到目前為止,快速乙太網 (100MB) 和千兆乙太網需要使用兩對線纜。用戶也打算在工業自動化中利用這些優勢。在這種情況下,SPE 允許現場設備、傳感器/執行器技術等實現無障礙連接。現場級別變得智能化,從而減少了在配置、初始化和編程方面的工作量。設備的設置、操作和維護變得更加高效而且費用更低。在機器、機器人或軌道技術中,SPE 可以提供額外的重量和空間節省。整體佈線工作變得更加輕鬆,而且也可以更快地安裝佈線。

單對電纜和連接器可在應用中節省空間和重量

在這裡,SPE 為現在仍然在現場級別使用的總線系統或當前接口提供了決定性的差異。這使得現場級別變得更加智能,從而減少了在參數化、初始化和編程方面的工作量。設備的構建、操作和維護變得更加高效而且費用更低。在機器、機器人或軌道技術中,SPE 可以實現更多的重量和空間節省。整體佈線變得更加輕鬆,而且也可以更快地安裝。

設備、電纜和連接器的一致兼容性

設備、電纜和連接器的端到端兼容性是得到廣泛使用的先決條件,因此也是成功推廣 SPE 技術的先決條件。這個先決條件通過國際標準化(ISO/IEC 和 IEEE 802.3)來得到保證。2018 年初,使用基於 ISO/IEC 的國際選擇過程進行了標準 SPE 插拔面的佈線和選擇,其中涉及到 20 多個國家級專家委員會。在國際標準化選擇中,有兩種插拔面佔了上風:

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 的提議,並以 M1I1C1E1 環境的同義詞變體 1(LC 型)而聞名
  • 在工業和工業相關應用中,插拔面符合IEC 61076-3-125 標準:該插拔面基於HARTING 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 連接器概念可以通過一個插拔兼容的插拔面處理短距離1Gbps 傳輸和長距離10Mbps 傳輸。

MICE 描述了安裝的環境條件,並為設計人員和用戶提供了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) 的要求。 從最廣泛的意義上來說,M1I1C1E1 描述的是辦公樓等情況下的環境,而 M3I3C3E3 描述的則是工業環境中或戶外等情況下的極端環境。

對於 浩亭 來說,SPE 是眾多新產品開發中的技術主題和推動力。

對於用戶來說,SPE 不僅是一個機會,而且也是一個挑戰。新技術是否會像以前的解決方案一樣安全?SPE 也可用於線纜長度為 1000m 的過程自動化嗎?設備可以牽出多少功率?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。

聯邦經濟事務和能源部的倡議正在通過 WIPANO(通過專利和標准進行知識和技術轉讓)計劃提供幫助。浩亭、羅伊特林根應用科技大學和 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 61076-3-125,這項計劃又朝著在工業兼容的單面插拔面中實現重量節省和節省空間的佈線邁出了重要一步。

此外,在 IEC 61156-xx和ISO / IEC JTC 1 / SC 25 / WG 3中,有關 SPE 電纜的文本也正在研究當中。而且,在 IEC SC 65 / JWG 10 以及 ISO / IEC 11801 和 IEC 61918 中,相應的佈線標準都有適用於 SPE 的安裝指南和限制。 在其他步驟中,該合作項目還正在研究SPE傳輸通道的技術限制問題。因此,自 2019 年起,SPE 用戶不僅能夠擁有可用的產品,還會獲得安裝和測試組件的有效標準和指南。浩亭 技術合作為客戶提供有關 SPE 實施的支持,從而實現具體的競爭優勢。

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Single Pair Ethernet - FAQ

Was ist Single Pair Ethernet?

Single Pair Ethernet (SPE) ermöglicht erstmals kosteneffektiv die Nutzung von Ethernet in der gesamten industriellen Automatisierung. Single Pair Ethernet übertragt mit nur einem Adernpaar Daten mit Geschwindigkeiten bis zu 1GBit/s. Damit ist SPE perfekt gemacht für industrielle Anwendungen im Zeitalter von Industrie 4.0 und IIoT. Detaillierte Informationen zu Single Pair Ethernet bietet das kostenlose eBook Single Pair Ethernet.

Welche Vorteile hat Single Pair Ethernet im Gegensatz zu bisherigem Ethernet?

Bisheriges Ethernet benötig zwei oder vier Adernpaare. SPE hingegen nur noch eins. Das bedeutet die Einsparung von Kosten, Gewicht und erschließt durch geringere Größe neue Geräte und damit die industrielle Feldebene. SPE schafft damit die Grundlage für das IIoT.

Welche Standards für Single Pair Ethernet Stecker haben sich durchgesetzt?

2018 gab es einen internationalen Auswahlprozess durch die Gremien ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 und TIA 42 zur Festlegung einheitlicher SPE-Schnittstellen. Im Ergebnis dieser Wahl von über 20 Gremien haben sich zwei Steckgesichter durchgesetzt:

  • für die Gebäudeverkabelung (M1I1C1E1) das Steckgesicht nach IEC 63171-1: Firma CommScope;
  • für die Industrie und industrienahe Anwendungen (M2I2C2E2 und M3I3C3E3) das Steckgesicht nach IEC 63171-6 (bisher IEC 61076-3-125): Harting T1 Industrial.

Damit besteht global große Einigkeit über die SPE-Schnittstellen.

Kann mittels Single Pair Ethernet auch Leistung/Power übertragen werden?

Für die neuen SPE Übertragungsstandards ist auch die Leistungsübertragung genormt. Unter dem Namen PoDL-Power over Data Line können effektiv bis zu 50W Leistung eingespeist werden.

Welche Datenrate kann über Single Pair Ethernet übertragen werden?

Die heute bereits zur Verfügung stehende Ethernet Technologie nach IEEE 802.3bp 1000BASE-T1 liefert 1GBit/s Übertragungsgeschwindigkeit über nur ein Adernpaar Kupferverkabelung. Aktuell wird bei IEEE an einem weiteren Standard für noch höhere Datenraten bis 10Gbit/s (IEEE 802.3ch) gearbeitet, der für hochauflösende Sensoren und Videoübertragungen benötigt wird. Außerdem wird ein Standard für nur 10Mbit/s (IEEE 802.3cg) erstellt. Dieser Standard erlaubt Übertragungsstrecken bis 1.000 m und kann damit nahezu alle Feldbusse ersetzen.

Woher kommt die Single Pair Ethernet Technologie?

Ausgangspunkt für die Entwicklung von SPE ist der BroadR-Reach Standard, der von der Broadcom Corporation entwickelt wurde. Nachdem die Automobilindustrie auf der Suche nach einem Nachfolger für den CAN-Bus dieses neue TCP/IP basierte Übertragungsverfahren identifiziert hatte, wurde der erste SPE-Standard von der IEEE 802.3 als Standard 100BASE-T1 in IEEE 802.3bw-2015 Clause 96 veröffentlicht. Nun wird SPE auf die Anforderungen der Industrie angepasst.

Bietet Single Pair Ethernet Vorteile in der Automatisierung?

Mit durchgängig normierter SPE Infrastruktur kann Ethernet erstmalig sinnvoll von der Cloud bis in die Sensor-Aktornetzwerke der Feldebene vordringen. Damit werden Medienbrüche vermieden und eine einheitliche Kommunikationsbasis geschaffen. Die Realisierung des IIoT.

Welche Standards gibt es für Single Pair Ethernet-Steckverbinder?

Folgende Normenprojekte für SPE Steckverbinder sind derzeit in Arbeit:

  • IEC 63171 – Basisnorm mit allen notwendigen Spezifikationen und Prüfsequenzen (CD in Vorbereitung)
  • IEC 63171-1 – SPE Steckverbinder der Firma CommScope auf Basis der LC Verriegelung für M1I1C1E1 Anwendungen (CDV verfügbar)
  • IEC 63171-2 – SPE Steckverbinder der Firma Reichle & De-Massari für M1I1C1E1 Anwendungen (CD verfügbar)
  • IEC 63171-3 – SPE Steckverbinder der Siemon basierend auf einem Paar des bekannten Tera Steckverbinders für M1I1C1E1 Anwendungen (NP verfügbar)
  • IEC 63171-4 – SPE Steckverbinder der Firma BKS für M1I1C1E1 Anwendungen (NP verfügbar)
  • IEC 63171-5 – SPE Steckverbinder der Firma Phoenix Contact basierend dem IEC 63171-2 Steckgesicht für M2I2C2E2 und M3I3C3E3 Anwendungen (CD verfügbar)
  • IEC 63171-6 (bisher IEC 61076-3-125) – SPE Steckverbinder der Firmen HARTING und TE Connectivity für M2I2C2E2 und M3I3C3E3 Anwendungen (CDV verfügbar, FDIS in Vorbereitung und finale Veröffentlichung 2019)

Was sind die Vorteile von Single Pair Ethernet für die Automatisierung?

SPE ermöglicht in der Automatisierung die Anbindung der Feldebene mit Gbit/s Ethernet. Damit werden Medienbrüche überflüssig und jeder Sensor wird mit TSN echtzeitfähig.

Was sind die Vorteile von SPE in Bahnanwendungen?

SPE Kabel wiegen pro 100 Meter etwa 1,6 kg weniger als Standard Ethernet-Kabel. Mit dieser Gewichtseinsparung kann ein Bahnbetreiber über einen Lebenszyklus etwa 14.000 Euro Betriebskosten einsparen.

Bietet Single Pair Ethernet Vorteile in der Robotik?

SPE Kabel sind mit nur noch einem Adernpaar deutlich dünner und damit flexibler als Standard Ethernet-Kabel. Je dünner das Kabel ist, desto mehr Biege,- und Torsionszyklen widersteht es. Das bedeutet im Ergebnis eine längere Lebensdauer und Kostenersparnis. Damit ist SPE die ideale Verkabelung für zukünftige Robotikanwendungen.

Kann man Single Pair Ethernet über bestehende Netzwerkkabel übertragen?

Das sogenannte Cable Sharing, also die Übertragung von SPE über vierpaarige Ethernetkabel ist theoretisch möglich aber nicht sinnvoll. Die Übertragungslänge für 1GBit SPE ist momentan noch auf 40 Meter beschränkt. Für eine sichere Übertragung müsste das Kabel einen Cat.7 Standard erfüllen. Dies ist sehr selten der Fall. SPE ist sinnvoller als Ergänzung zu Standard Ethernet und als Ersatz für Feldbusse zu sehen.

Für welche Anwendungen macht Single Pair Ethernet Sinn?

Durch sehr kleine Gerätebuchsen ist SPE die ideale Technologie für moderne Kamerasensoren in industriellen Anwendungen. Sie benötigen hohe Datenraten über eine kleine und robuste Schnittstelle. Diese Anforderungen erfüllt unser HARTING T1 Industrial nach IEC 63171-6.

Was ist das SPE Industrial Partner Network?

Das SPE Industrial Partner Network ist die erste Anlaufstelle für Nutzer, welche SPE-Netzwerke oder -Geräte aufbauen wollen. Alle Mitgliedsunternehmen sehen Single Pair Ethernet als Grundlage für ein schnelles und nachhaltiges Wachstum des Industrial Internet of Things (IIoT). Das Partner Network betreibt eine eigene Webseite rund um Single Pair Ethernet mit weiteren Informationen.