Single Pair Ethernet promite o comunicatie Ethernet consistenta intre senzor si cloud
Single Pair Ethernet (SPE) este cuvantul cheie cand vine vorba de infrastructura retelei pentru Industrial Internet of Things (IIoT). Utilizatorii spera ca le va permite implementarea unei arhitecturi de comunicatii consistente, in toate aplicatiile in care este prezenta comunicatia de date. Acest lucru se bazeaza pe conceptul de extindere al conexiunii Ethernet pana la nivelul senzorilor, de exemplu in cazul in care nu exista infrastructura de comunicatie, dar utilizatorii au nevoie de transmiterea unor pachete de date pe distante mari.
Reteaua Industrial Ethernet este des utilizata in aplicatiile industriale si ofera o gama larga de beneficii, datorita transmisiei datelor in timp real. Totusi, aceasta tehnologie este mult prea complexa pentru aplicatiile simple cu senzori. ″La nivelul senzorilor, inca se utilizeaza arhitectura BUS. Weidmüller doreste sa creeze o infrastructura de comunicatie bazata pe IP, cu un protocol de comunicatie standardizat, accesibil de la senzor catre cloud″, explica Simon Seereiner, Head of Product Management SAI & IE, Weidmüller.
Ajustarea ratei de transfer al datelor
Single Pair Ethernet (SPE) face posibil acest lucru. Pana la urma, SPE nu necesita rate de transfer de date excesive si poate atinge distante mult mai mari, in timp ce constructia este mai compacta. Spre deosebire de conexiunile Ethernet, unde se utilizeaza doua sau patru perechi de conductoare, aceasta tehnologie de conexiune are nevoie doar de o pereche. Tehnologia a fost dezvoltata pe baza know-how-ului din sectorul Automotive, unde economisirea de spatiu si greutate sunt cele mai importante aspecte. In sectorul respectiv, este necesar sa existe o infrastructura cu un numar limitat de conductoare si totodata care sa fie capabila sa ofere o performanta ridicata, datorita cerintelor tot mai ridicate ale condusului autonom. ″Din acest motiv, companiile implicate in constructia de masini au inceput dezvoltarea unui protocol pentru Single Pair Ethernet impreuna cu asociatia de standardizare IEEE, inca din 2012″, explica domnul Seereiner.
Digitalizarea a insemnat ca aceeasi problema devine relevanta si in sectorul industrial, deoarece tot mai multi senzori trebuie integrati in sisteme si utilaje, cablarea trebuie sa fie compacta si conceputa pentru utilizarea in mediul industrial. Single Pair Ethernet este tehnologia cheie care va face posibila implementarea IoT si in aplicatiile din mediul industrial. Ratele de transfer de 10 Mbits/s pe o lungime de 1000 de metri si 1 Gbit/s pe o lungime de 40 de metri sunt complet adecvate chiar si pentru sisteme complexe de senzori. Scanerele si camerele de monitorizare/detectie ale locatiei sau ale tipului de componenta pot fi, de asemenea, integrate in retea prin Ethernet.
Alimentare si date in acelasi cablu
Tehnologia Power over Data Line (PoDL- alimentare pe conductoarele de date) inseamna ca Single Pair Ethernet poate, de asemenea, asigura alimentarea componentelor: pana la 60 W pot fi asigurati dispozitivului in timpul transmisiei datelor de 100 Mbit/s. Acest lucru permite alimentarea senzorului cu energie si date folosind un singur cablu cu doua fire, toate acestea intr-o constructie mica si compacta, fara sa mai fie nevoie de cablu de alimentare, lucru benefic cand nu exista spatiu suficient.
Alimentarea cu energie electrica si transmisia de date sunt definite in standarde relevante. Agentia de standardizare IEEE a definit clasificari diferite in functie de clasele de putere. Din moment ce clasele 1-9 sunt deja asociate standardului Power over Ethernet, clasele de putere pentru PoDL incep de la 10. Portofoliul Weidmueller deja include doua tipuri de conectori plug-in pentru tehnologia Single Pair Ethernet; un model cu clasa de protectie IP20 si un model cu clasa de protectie IP67. Amandoua modele fac parte din standardul IEC63171, care defineste conectorii de tip plug-in pentru Single Pair Ethernet.
Datorita mecanismului robust de blocare, similar cu cel folosit la conectorii plug-in de tip RJ45, cu forta de extragere de cel putin 50 N si a rezistentei la strapungere de 2,25 kV curent continuu, noul conector SPE de tip plug-in are proprietatile perfecte pentru a fi folosit in mediul industrial. Densitatea mare inseamna ca este necesar cu pana la 50% mai putin spatiu, in comparatie cu conectorii plug-in RJ45 pentru gradul de protectie IP20. Mai mult de atat, conectorii plug-in SPE pot fi asamblati usor si rapid pe teren si sunt potriviti pentru cabluri cu sectiunea AWG26 pana la AWG22.
Weidmüller preia rolul de pionier pentru dezvoltarea acestor solutii, deoarece aceasta tehnologie are un drum lung de parcurs catre sectorul industrial.
Spiritul de pionier este in ADN-ul companiei. Weidmüller si inventiile sale au ajutat intotdeauna la modelarea sectorului electric si de conectica, acesta fiind si motivul pentru care compania s-a implicat in digitalizare si Industrie 4.0, chiar din stadiul incipient. Transformarea digitala se bazeaza pe IIoT, care permite schimbul continuu de date intre toate componentele si dispozitivele. Astfel, de ceva vreme, Weidmüller a constientizat directia in care se indreapta lucrurile si, de asemenea, a inteles cum poate compania sa foloseasca experienta in conectica industriala pentru a ajuta la modelarea transformarii digitale.
Experienta si expertiza
Pentru a promova dezvoltarea Single Pair Ethernet pentru aplicatiile industriale, mai multi experti din domeniul conectivitatii industriale si al automatizarilor, ca si cei din industria producatoare de cabluri, s-au reunit sa dezvolte standarde aplicabile la nivel international, pentru acest tip de tehnologie.
Weidmüller a fost implicat inca de la inceput in acest parteneriat tehnologic, dorind sa creeze baza de plecare pentru Single Pair Ethernet. Din acest motiv, a creat o retea care include producatori de senzori, cabluri, conectori plug-in, producatori de echipamente de masura, de produse finite si impreuna, extrag competentele necesare dezvoltarii SPE. Astfel, s-a creat o platforma care permite tuturor companiilor sa faca schimb de informatii. Experienta unei companii se poate dovedi a fi benefica, cum ar fi implementarea de noi produse. Scopul acestui parteneriat tehnologic fiind acela de a garanta o infrastructura coordonata pentru dispozitive, conectori, cabluri si tehnologii de masurare.
Acest tip uniform si consistent de infrastructura se bazeaza pe standardizare la nivel international. Discutand despre o tehnologie atat de importanta, acest lucru implica o gama foarte variata de organizatii, cum ar fi IEEE. Pentru proiectul IEEE 802.3 cg, conectorii plug-in si proprietatile electrice ale acestora au fost definite prima data de catre cei de la agentia IEEE. Astfel toti conectorii pot fi folositi, atata timp cat respecta proprietatile electrice definite de catre standard.
Conectorii pentru Single Pair Ethernet sunt definiti prin seria de standarde IEC 63171-X. Tipul de modelare al conectorului, dar si cerintele mecanice sunt definite si descrise in seriile subordonate standardului.
Conectorii SPE de tip plug-in, din portofoliul Weidmüller, sunt un exemplu al standardului IEC 63171-2 pentru mediul unde se cere grad de protectie IP-20 si al standardului IEC 63171-5 pentru mediul unde se cere IP67. Cei doi conectori pentru IP20 si IP67 sunt mutual compatibili.
Weidmüller are in plan sa dezvolte o versiune de conector cu 4 pozitii, acest lucru permitand cablarea a patru sisteme SPE prin intermediul unei singure interfete cu forma compacta, carcasa fiind mai mica decat la modelul RJ45 conventional.
De asemenea, Weidmüller lucreaza la solutii suplimentare pentru crearea unei infrastructuri pentru tehnologia SPE.
