Single Pair Ethernet als Schlüsseltechnologie der Digitalisierung

Everything goes SPE

Die Digitalisierung in den verschiedensten Industrien nimmt zu und das IIoT wächst stetig. Das bringt mehr Kommunikationsteilnehmer und einen entsprechenden Bedarf an immer schnellerer, lückenloser Vernetzung mit sich. Seit langem bewährt sich Ethernet bei der intelligenten Vernetzung von Geräten in unterschiedlichen Anwendungsfeldern. Künftig kann Single Pair Ethernet z.B. serielle Feldbus-Kommunikationsprotokolle nicht mehr nur ergänzen, sondern sie vollständig ersetzen.
Ein SPE-M8-Steckverbinder wird an die Sensor-Aktor-Box gesteckt: Single Pair Ethernet eignet sich auch für Anwendungsbereiche, die bisher von Limitierungen hinsichtlich Datenraten, Reichweiten und nahtloser Kommunikation betroffen waren.
Ein SPE-M8-Steckverbinder wird an die Sensor-Aktor-Box gesteckt: Single Pair Ethernet eignet sich auch für Anwendungsbereiche, die bisher von Limitierungen hinsichtlich Datenraten, Reichweiten und nahtloser Kommunikation betroffen waren.Bild: Phoenix Contact GmbH & Co. KG

Bislang in unterschiedlichen Industrien genutzte Ethernet-Lösungen benötigen traditionell zwei, bei GBit-Ethernet und höheren Datenübertragungsraten sogar vier Adernpaare. Single Pair Ethernet hingegen funktioniert mit nur einem Adernpaar und kann dabei sowohl Daten als auch Leistung übertragen. Die Übertragungsraten dieser Technik – 10MBit/s bei einer maximalen Übertragungslänge von 1.000m bis hin zu 1GBit/s bei einer maximalen Übertragungslänge von 40m – reichen selbst für anspruchsvollste Aufgaben aus, etwa beim intensiven Einsatz vernetzter Sensorik mit Scannern oder Kameras. Damit eignet sich Single Pair Ethernet zur Verwendung in vielen Bereichen, die zuvor von Limitierungen hinsichtlich Datenraten, Reichweiten und nahtloser Kommunikation betroffen waren.

 Bereits heute fallen in einer durchschnittlichen Fabrik etwa 1TB Daten pro Tag an - Tendenz steigend.
Bereits heute fallen in einer durchschnittlichen Fabrik etwa 1TB Daten pro Tag an – Tendenz steigend.Bild: Phoenix Contact GmbH & Co. KG

Verbindungen von bis zu 1.000m

Als wesentliche Einschränkung herkömmlicher Standard-Ethernet-Lösungen gilt etwa die maximale Länge von 100 Metern für eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung. Um größere Distanzen in Industrieanlagen zu bewältigen, z.B. bei Fließ- und Förderbändern, mussten bisher zusätzliche Repeater oder Switches eingebaut werden – störungsanfällige Schnittstellen, die zusätzlichen Wartungsaufwand bedeuten. Die SPE-Technologie dagegen ermöglicht es, verschiedene Geräte mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 10MBit/s über eine Entfernung von bis zu 1.000m über ein Kabel zu verbinden und optional die Power-over-Data-Line-(PoDL)-Technologie zu nutzen. Damit lassen sich auch spezifische Feldbus-Technologien künftig durch SPE-Lösungen mit Datenraten bis 10MBit/s ersetzen. Komplexe Netzwerk-Topologien mit Gateways zur Verbindung unterschiedlicher Systeme lassen sich mit Single Pair Ethernet durchgängig aufbauen und mit einheitlichen Ethernet-Diensten betreiben. Mit Übertragungsgeschwindigkeiten von 10MBit/s bis zu 1GBit/s kann SPE die Anforderungen unterschiedlichster Anwendungen erfüllen. Zudem diskutieren derzeit die IEEE 802.3-Konsortien weitergehende SPE-Standards für höhere Datenraten mit 10GBit/s und mehr für kurze Distanzen (<15m), sowie 100MBit/s bzw. 1GBit/s mit einer Länge von bis zu 500m. Diese neuen Standards öffnen das Spektrum von SPE für weitere Applikationsbereiche.

 SPE eignet sich gut, um die Daten aus einer Vielzahl von Anwendungen in einem Gebäude zu bündeln und weiterzuleiten.
SPE eignet sich gut, um die Daten aus einer Vielzahl von Anwendungen in einem Gebäude zu bündeln und weiterzuleiten.Bild: Phoenix Contact GmbH & Co. KG

Lückenlose und sichere Datenkommunikation

Klassische Industrieanlagen z.B. verfügten bisher oft über ein Ethernet-Netzwerk sowie eine größere Zahl von Feldbus-Systemen auf der Feldebene. Das Aufkommen des Industrial Internet of Things mit der Notwendigkeit, Feldbusse durch effizientere Kommunikationssysteme zu ersetzen, lässt diese etablierten Anordnungen hinfällig werden. Eine ähnliche Verschiebung lässt sich in jedem Anwendungsbereich beobachten, der eine lückenlose Kommunikation zwischen Sensoren und/oder Netzwerken verlangt. Für solche Einsatzzwecke ist eine nahtlose, sichere Datenverbindung entscheidend.

Bestehende Kabelinfrastrukturen lassen sich für SPE nutzen, wenn sie die Anforderungen erfüllen.
Bestehende Kabelinfrastrukturen lassen sich für SPE nutzen, wenn sie die Anforderungen erfüllen. Bild: Phoenix Contact GmbH & Co. KG

Kostengünstige Fabrikautomation

Bereits heute fällt in einer durchschnittlichen Fabrik etwa ein Terabyte Daten pro Tag an – Tendenz steigend. Für die effektive Auswertung von Daten ist eine kontinuierliche Kommunikation unabdingbar. Hier kann SPE für eine durchgängige Vernetzung vom Sensor bis zur Cloud sorgen. Auch angesichts von immer mehr Sensorik und intelligenter Endgeräte in Industrieanwendungen bietet SPE die ideale Verkabelung – einfach, sicher, kompakt und kosteneffektiv: Beim Aufbau von Infrastrukturen werden SPE-Lösungen künftig wesentlich günstiger sein als die heute üblichen Kombinationen von Bus- und Ethernet-Komponenten.

Seiten: 1 2 3 4Auf einer Seite lesen

Das könnte Sie auch Interessieren

Bild: Gorodenkoff - stock.adobe.com
Bild: Gorodenkoff - stock.adobe.com
Konkrete Vorteile durch TSN für die Industrie

Konkrete Vorteile durch TSN für die Industrie

Das Potenzial von transformativen Digitaltechnologien gemäß Industrie 4.0 ist in der Industrie unumstritten. Allerdings ist das damit verbundene große Datenaufkommen ein zweischneidiges Schwert: Einerseits bergen diese Datenmengen ein Potenzial, das in Form wertvoller Informationen zur Prozessoptimierung verwendet werden kann. Andererseits drohen diese Datenmengen, sofern sie nicht gut gehandhabt werden, zu einer Datenflut anzuwachsen, die Unternehmen überfordert und somit mehr Probleme schafft, als sie löst.

Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbH
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbH
„Gleiche Stellfläche – Leistung verdoppelt“

„Gleiche Stellfläche – Leistung verdoppelt“

Die Digitalisierung schreitet auch bei Maschinen und Anlagen für den Medizin- und Pharmabereich rasch voran. Viele Anbieter in dieser Branche suchen nach Möglichkeiten, arbeitsintensive Prozesse produktiver und flexibler zu gestalten, ohne zusätzliche Stellfläche schaffen
zu müssen. Wie sich solche Herausforderung meistern lassen, erklärt Lazaros Patsakas, Experte für Medical
Device Assembly (MDA) und adaptive Fertigung bei B&R.