1.逃离自动化孤岛
IoT——物联网——描述的是虚 拟与真实物体的联网，目的是使用 信息和通信技术使它们协同工作。 我们日常生活中的物体可获得数字化技能。因此，它们会变成能够加入数字化网络的真实 物体。此过程也发生在工业应用中，它被称作工业物联 网 (IIoT)。 越来越多的工业元件也成为智能的参与者。 这些元件不再局限于公司内部网络，而是成为互联网的 一部分。数据的收集、评估和使用增多，催生了强大的 基础设施的需求。同时，人们期望这种基础设施占据更 少的空间并使用更少的资源。随着越来越多的传感器加 入网络，带宽需求不断增加，如何提升效率成为这里的 关键。迫切需要新技术。 在自动化领域，“自动化孤 岛”一词指在现场级别占主导地位的整个独立和专有( 至今为模拟) 网络。现在，应该打破并消除以太网/互联网和模拟现场总线系统之间的这种经典系统格局。目 的在于将以太网从云延伸到每个传感器。每个传感器都 将是智能的，且能够单独进行评估——因此，这是通往 IIoT 道路上的关键一步。然而，我们仍缺少合适的基础 设施。目前的网络基于 2 对或 4 对电缆和连接器。但 是，考虑到现场必须连接的传感器和致动器的绝对数 量，这种传统的基础设施过大且过于昂贵。这是总线电 缆被采用以节省空间和降低成本的原因。
我们给出的解决方案叫做单对以太网这种高性能以 太网基础设施的解决方案基于一对绞铜线: 单对以太 网——IIoT 的基础设施
2.一对就足够了—— SPE 使现场级变得智能
从云到传感器:最近在自动化 环境中，经常可以听到这种说法。
这种说法通常与 IIoT 和 I4.0 等大趋势相联系。它指的是 基于以太网的持续TCP/IP 通信，目前主要涉及从云应用 到制造业的分发层。此前，在以 太网和总线系统之间的 通信系统中存在经典断裂，现在，只需使用一对绞线， 现代元件即可将快速的以太网(速度高达 1 GBit/s)结 合到最小的应用中。因此，SPE 首次实现了 TCP/IP 协 议的一致使用。这促进了新设备和应用领域的发展，尤 其是传感器/致动器网络的发展。传感器变得“智能”， 成为整体网络的一部分。这提高了参数化、初始化和编 程的速度。使用 SPE 时——无论通过简单的状态传感器 还是由高分辨率摄像头组成的现代视觉系统——将使物 联网成为现实，现场级活动也变得智能。
基础
在汽车行业提出新的基于 TCP/IP 协议的总线取代 传统的 CAN 总线的需求之后，IEEE 802.3工作组发布 了第一个 SPE 标准，即 IEEE 802.3bw-2015 第 96 条中100BASE-T1 标准。 然而，自动驾驶或半自动 驾驶需要更高的数据传输速率。因此，在第一个可达 100Mbit/s 的 SPE 标准之后，千兆版标准也很快地跟 进。现在基于 IEEE 802.3bp 标准的 1000BASE-T1 以太网技术目前已经出炉，仅通过一对铜线即可实现 1 Gbit/s 的传输速度。IEEE 目前正在根据高分辨率传感 器和视频传输的需要，制定另一个具有可达 10 Gbit/s 的更高数据传输速率的标准 (IEEE 802.3ch)。2020 年 2 月发布了一个仅可达 10 Mbit/s (IEEE 802.3cg) 的 标准。此标准与很多行业息息相关，因为它使得传输 距离达到 1,000 米，因此可以替换几乎所有的现场总线。2019 年 3 月成立的另一个工作组旨在处理高于 10 Gbit/s 的传输速率。它们的目标是 25 Gbit/s 和 50 Gbit/s。这些高数据传输速率是自动驾驶和车辆内新的 纬向计算机架构所需的技术。SPE 是适用于此的理想 技术。
工业自动化领域已认识到这种潜力
工业界(生产和自动化)与汽车行业拥有相似的问 题，因为它要求整合工业，也即在自动化生产中，从现场级(传感器/致动器网络)到工具和工件的整合。它 要求网络策略可通用，同时可持续发展适应未来需求。 换言之，我们需要的 IT 解决方案是非专有的且可满足 工业中常见的可用性和安全性标准。SPE 是适用于此的 合适技术。
SPE——使用新的布线还是现有的基础设施?
· SPE 提供众多优势:
· 端对端的基于 TCP/IP 的通信和电源接口以取代传统的现场总线
· 高安全性和 100% 可用性
· 从几米到超过 1000 米的广阔范围
· 电缆和配电器所需的空间最小化
易于安装
· 通过数据线 (PoDL) 同时为终端设备和传感器
供电
· 不需要可再充电与不可再充电的电池，这是出于对环境的重大考虑。
· 通过更简单的操作以降低成本
因此，SPE 这项技术消除了有线通信的大多数限制。与其他技术(比如无线技术)相比，它还弥补了电 缆的劣势——基于应用类型的考量。总之，SPE 突出了铜作为传输媒介强于光纤的优势。无线通信也面临着新 的竞争。
数据线供电——PoDL
与多对布线相似，SPE 的远程供电具有与以太网供 电 (PoE) 类似的新标准，它被称作PoDL，即数据线供 电 (IEEE 802.3bu)。它使用非常小型的插入式连接器和 单对电缆将数据与电源结合在一起，有助于为更复杂系 统的微型化、更高的数据传输速率以及模块化趋势提供 支持。这些都是工业、智能城市、建筑等领域内非车辆 SPE 应用快速发展的前提条件。
铜质电缆以太网支持超过 1000 米的距离?是的! 通过SPE。
SPE 技术已经在很短的时间内实现与目前主流的“ 多对以太网” (MPE) 相同的性能。目前，唯一的限制是 100 Mbit/s 和千兆 SPE 的有限传输范围(分别为 15 m和 40 m)，这是由于汽车行业主要目标群体的要求 所致。专家认为还可以达到更长的传输长度。相关图表 显示，扩展传输长度在技术上可行。然而，为了将新增 的 SPE 标准扩展涵盖于 IEEE 802.3 中，特别为了让半 导体行业投资开发这些新芯片组，需要定义新的目标应 用和合适的潜在市场。这要求所有对扩展 SPE 范围感 兴趣的各方展开开放合作。IEEE 802.3 的首个演示文 稿已经发布并得到广泛认可。我们非常欢迎对这些目标 标准的深入支持者。
