近期，SPE系統(tǒng)聯(lián)盟成員聯(lián)合發(fā)布了單對以太網(wǎng)（SPE）白皮書，以促進和支持SPE技術(shù)的互操作性和長期演進。

該白皮書面向需要了解SPE技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品經(jīng)理和研發(fā)人員和深入介紹了SPE在各個領(lǐng)域的優(yōu)勢和潛力，以及在當(dāng)前和未來廣泛環(huán)境中的應(yīng)用：包括在自動化工廠、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、機器人、建筑、港口貨運自動化，甚至在惡劣環(huán)境中的海上風(fēng)電能源領(lǐng)域的自動化控制、以及在傳感器越來越密集的智慧城市的數(shù)據(jù)采集等場景。

SPE系統(tǒng)聯(lián)盟介紹

伴隨單對以太網(wǎng)（SPE）技術(shù)的發(fā)展，Phoenix Contact, Weidmüller, Reichle & De-Massari (R&M), Fluke Networks和 Teleg?rtner 合作關(guān)系不斷加強，并成立SPE系統(tǒng)聯(lián)盟。

在這個團隊中，來自不同行業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)先技術(shù)公司聚集在一起，整合各自的SPE專業(yè)知識并有針對性開展交流。

該聯(lián)盟的成員以追求推動SPE在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）以及相關(guān)領(lǐng)域的進一步發(fā)展為目標(biāo)。

目前，羅森伯格、Datwyler、Kyland、Microchip Technology、SICK、O-Ring、Draka/Prysmian Group和University 4 Industry 等公司也正式加入該聯(lián)盟；有關(guān)SPE系統(tǒng)聯(lián)盟的更多信息，請訪問http://www.singlepairethernet.com

SPE強大的優(yōu)勢

首先我們已經(jīng)沒有必要拿單對以太網(wǎng)對標(biāo)在工業(yè)場景中不具備普適性的無線連接，在與其他有線連接的比較中，單對以太網(wǎng)在相同的緊湊接口中提供數(shù)據(jù)線(PoDL)供電，只使用兩根線纜即可完成對數(shù)據(jù)和電力的傳輸。

傳統(tǒng)的有線連接是四根線纜，更少的線纜意味著更低的成本，意味著機械設(shè)備有了更充分的自由度。從一個更刁鉆的角度來說，線纜Cu含量的減少是不是也意味著能用更少的能量實現(xiàn)更快的傳輸。這么看來，成本這筆賬，怎么算都不會虧。

上面說到單對以太網(wǎng)能夠在短距離內(nèi)達到1Gb/s的連接速度，其電纜長度可以達到1000米，傳輸速度10MB/s，進行數(shù)據(jù)通信時單對以太網(wǎng)使用600MHz的帶寬。

通信傳輸優(yōu)勢很明顯，無須贅述。我們關(guān)注的是，單對以太網(wǎng)連接其中一個端子用于1Gbps/600MHz的數(shù)據(jù)傳輸，另一個支持電流高達8A的電力傳輸。

這種將數(shù)據(jù)與電源混合連接必須要做到金屬屏蔽分離，以避免功率信號與數(shù)據(jù)信號的干擾。

總的來看，這種技術(shù)使連接器整體尺寸變小，減少了很多終端的工作量。

單對以太網(wǎng)將以太網(wǎng)降低到傳感器執(zhí)行器級別，并將傳感器執(zhí)行器直接連接到自動化系統(tǒng)或云端，對于工業(yè)互聯(lián)是極大的幫助。

在SPE應(yīng)用領(lǐng)域中，傳輸信道是由各種電纜和連接器組成。系統(tǒng)基于（例如，ISO/IEC 11801系列標(biāo)準(zhǔn)）帶寬、衰減、回波損耗和鎧裝尺寸等傳輸參數(shù)來確定信道，連接器和電纜需根據(jù)相應(yīng)的信道要求進行設(shè)計。

SPE僅需使用一對電線，便可提供電力和數(shù)據(jù)傳輸

傳輸速率可達10Mbit /S，最大傳輸長度1公里；當(dāng)速率需要至1Gbit /S，最大傳輸長度可達40米，即使對于應(yīng)對極其復(fù)雜的傳感器技術(shù)也能否輕松應(yīng)對。此外，其還可集成掃描儀和攝像頭。相較之下，快速以太網(wǎng)需要兩對導(dǎo)線，千兆及以上以太網(wǎng)需要四對導(dǎo)線，空間結(jié)構(gòu)占據(jù)量明顯大于SPE。

IEC46C委員會正在積極推進這項工作，固定路由帶寬為20 MHz的線纜，適用于10BaseT1的信號傳輸，帶寬為600 MHz的電纜適用于100BaseT1和1000BeT1 的傳輸（IEC 61156-11系列標(biāo)準(zhǔn)及關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)）。

SPE的優(yōu)勢實現(xiàn)了信號和電源同步傳輸，例如從開關(guān)到傳感器。在建筑布線領(lǐng)域被稱為PoE，在這里稱作單對電纜（power over data line）。

基于橫截面和線纜長度，傳輸?shù)碾娔芸蛇_約15W。工業(yè)和建筑領(lǐng)域中在不同環(huán)境條件對機械、耐腐蝕、耐熱、防火及電磁電阻方面有有這不同的要求，聯(lián)盟成員Datwyler和Draka Prysmian集團共享了他們豐富經(jīng)驗。

單對以太網(wǎng)給了整個工業(yè)網(wǎng)絡(luò)一個實現(xiàn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化的契機。為什么這么說呢，考慮到工業(yè)設(shè)備里數(shù)量龐大的傳感器和執(zhí)行器，雖然以太網(wǎng)是很多工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)，但在工業(yè)現(xiàn)實場景里各種系統(tǒng)層出不窮，一系列的傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)多到數(shù)不勝數(shù)。

單對以太網(wǎng)在彌合以太網(wǎng)和其他各類系統(tǒng)上的作用，是業(yè)界對其性能優(yōu)勢之外更感興趣的地方。

審核編輯：劉清