Was passiert mit Single-Pair-Ethernet?

SPE hat offensichtliche Branchendynamik

Als Reaktion auf die Entwicklung des IEEE 802.3cg-Standards wurden mehrere Allianzen und Konsortien gebildet. Die Telecommunications Industry Association (TIA) gründete das Single-Pair Ethernet Consortium (SPEC), das sich aus mehreren führenden Herstellern von kommerziellen Verkabelungs- und Testgeräten zusammensetzt, darunter Fluke Networks. Ebenso besteht die Single-Pair Ethernet System Alliance (der Fluke Networks ebenfalls angehört) aus mehreren Herstellern von Industrie- und Gebäudeautomatisierungsgeräten sowie Kabel- und Verbindungsanbietern, die mehr im industriellen Bereich tätig sind. Es gibt auch das Single-Pair Ethernet Partner Network und zahlreiche SPE-Untergruppen und –Ausschüsse in mehreren anderen Branchenverbänden, sowohl auf der industriellen als auch auf der kommerziellen Gebäudeautomatisierungsseite. Führende Lieferanten entwickelten auch Ethernet-APL (Advanced Physical Layer) für raue Verarbeitungsumgebungen, basierend auf dem 10BSE-T1L. Im Rahmen dieser verschiedenen Initiativen umfassen die Aktivitäten alles, von der Bildung, dem Marktbewusstsein und der Sicherstellung von Standards bis zur Entwicklung von Geräte- und Verkabelungsökosystemen, -standards und -spezifikationen. Dies alles hatte zum Ziel, die Einführung von SPE zur Unterstützung von IoT/IIoT in Betriebstechnologie-Netzwerken (OT) und Informationstechnologie-Netzwerken (IT) zu beschleunigen.

Obwohl einige dieser Initiativen neu sind, gibt es die SPE-Technologie schon seit mehreren Jahren. IEEE hat die SPE-Standards 802.3bw 100BASE-T1 2105 und 802.3bp 1000BASE-T1 2016 eingeführt, die bis zu 40 m über ein einzelnes Paar abgeschirmter (STP) Kabel und bis zu 15 m über ungeschirmte (UTP) Kabel unterstützen. Diese SPE-Anwendungen werden hauptsächlich in der Automobilindustrie eingesetzt, um die Kommunikation im Fahrzeug zu unterstützen. Nachdem die 802.3cg 10BASE-T1S/L-Standards 2019 eingeführt wurden, wurde SPE nicht mehr als Nische angesehen; es eröffneten sich neue Möglichkeiten für SPE-Bereitstellungen, um eine breitere Palette von industriellen und kommerziellen Anwendungen zu unterstützen.

Nach der Veröffentlichung von 802.3cg entwickelten die Internationale Elektrochemische Kommission (IEC) und die Internationale Organisation für Normung (ISO) die Reihe von 63171 Anschlussnormen und 61156 Verkabelungsnormen für kommerzielle (MICE1) und industrielle (MICE2 und MICE3) Anwendungen. Sowohl die ISO/IEC- als auch die TIA-Verkabelungsstandards beziehen sich auf die MICE-Tabellen für Umgebungsklassifizierungen, wobei M mechanisch (Flex, Vibration), I Eintritt (Feuchtigkeit), C klimatisch (Temperatur) und E elektromagnetisch (Rauschen) ist. SPE im industriellen Umfeld bezieht sich auf MICE Levels 2 und 3, während das kommerzielle Umfeld sich auf MICE Level 1 bezieht. (Erfahren Sie mehr über MICE-Level bei Problemen mit industriellen Ethernet-Kabeln.)

 ^{In MICE-Klassifikationen steht M für mechanisch, I für eindringend, C für klimatisch und E für elektromagnetisch.}

Auf die Freigabe von 802.3cg folgte die Integration von SPE in die ISO/IEC-11801-Serie der Verkabelungsinfrastrukturstandards. 2022 veröffentlichte TIA den ANSI/TIA-568.5 SPE-Komponentenstandard für kommerzielle Umgebungen in Übereinstimmung mit ISO/IEC. SPE wird auch in die TIA-1005-Standards für industrielle Verkabelung und die TIA-862-Standards für intelligente Gebäude integriert. Auch in der Arbeitsgruppe für industrielle Verkabelung TR-42.9 wird an der Entwicklung von ANSI/TIA-568.7-Standards für ausgeglichene Einzelpaare für industrielle Räumlichkeiten gearbeitet. Sowohl die ISO/IEC- als auch die TIA-Verkabelungsnormen für SPE empfehlen den LC-Stecker von CommScope für kommerzielle Umgebungen und den T1-Stecker von Harting, lassen aber auch andere IEC-zugelassene (d. h. 63171) Steckverbinder zu.

Die Marktakzeptanz von SPE nimmt zu

Jetzt, da Anwendungs- und Verkabelungsstandards verfügbar sind, nimmt der SPE-Markt zu. Tatsächlich prognostiziert eine kürzlich von The Insight Partners veröffentlichte Studie, dass der SPE-Markt bis 2028 auf 3,6 Mrd. USD wachsen wird. Das ist eine gute Nachricht für Kabelhersteller, die Lösungen zur Unterstützung von SPE entwickelt haben, da sie bei der Bereitstellung von Industrie- und Gebäudeautomatisierung an Dynamik gewinnen und Lösungen für SPE-Bereitstellungen außerhalb der Automobil- und Industrieverarbeitungsanwendungen im Fahrzeug anbieten, die bereits installiert werden.

Weiteres Marktwachstum erfordert die Einführung von SPE durch aktive Geräte- und Gerätehersteller, sowohl auf Anwendungs- als auch auf E/A-Ebene, und viele haben jetzt SPE auf ihren Produkt-Roadmaps. Sowohl für industrielle als auch kommerzielle Umgebungen umfasst dies SPE-Schalter und Edge-Geräte wie speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), Sensoren, Aktoren, Zähler und sogar Roboter. Die Einführung von SPE bei Anlagen- und Geräteherstellern wird letztlich schnelle und einfache Plug-and-Play-Bereitstellungen sowohl in Fabriken als auch in intelligenten Gebäuden ermöglichen.

Während sich die Marktakzeptanz langsamer entwickelt als die Entwicklung von Standards, dauert es in der Regel mehrere Jahre, nachdem die PHY-Spezifikationen veröffentlicht wurden, um Produkte zu entwickeln. Deshalb beginnen wir gerade erst, Lösungen zu sehen, die jetzt auf der Straße sind. Die Gebäudetechnikbranche braucht auch Zeit, um neue Trends zu erkennen, da diese Systeme kritisch sind und umfassende Tests und Validierungen erforderlich sind. Im Falle von SPE hat COVID-19 auch die Investitionen in neue Technologien beeinflusst und Lieferkettenherausforderungen geschaffen.

Fluke Networks hat ein scharfes Auge auf den SPE-Markt

Obwohl die Migration zu SPE eine langfristige Strategie ist, werden wir bald eine viel breitere Palette von Geräten auf den Markt bringen, als Reaktion darauf, dass OT-Abteilungen von mehreren, unterschiedlichen und oft proprietären Systemen auf Ethernet-fähige Interoperabilität und Integration umsteigen, die die Produktivität und Betriebseffizienz verbessern.

Im industriellen Bereich besteht zum Beispiel ein wachsender Bedarf, Geräte am Rande des Automatisierungsfelds/der E/A-Ebene in die bestehende industrielle Ethernet-Umgebung zu integrieren, um Branchen-4,0 und IIoT-Initiativen wie künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen und Machine-to-Machine-Kommunikation zu unterstützen. Hier bietet SPE den Vorteil der Einhaltung von Standards, größere Bandbreite und Entfernung, reduzierte Kabelkosten und -gewichte (und damit verbundener Platz) und die Möglichkeit, Remote-Strom über PoDL-Technologie (Power over Data Line) bereitzustellen, wodurch die Notwendigkeit einer separaten Strominfrastruktur entfällt.

In kommerziellen Umgebungen bietet SPE ähnliche Kosten- und Leistungsvorteile sowie die Möglichkeit, Gebäudeautomatisierungssysteme in andere OT-/IT-Systeme (z. B. Sicherheit, Beleuchtung usw.) zu integrieren, um IoT- und intelligente Gebäudeinitiativen wie intelligente Sensoren, Messung, Datenanalyse, vorausschauende Wartung und mehr zu unterstützen.

Obwohl es noch keine signifikante Marktnachfrage nach SPE-Feldtests gibt, hat Fluke Networks den Markt genau im Auge behalten, seit wir SPE-Tests nach der Veröffentlichung der 802.3cg 10BASE-T1S/L-Standards durch IEEE in der Vorschau gesehen haben. Wir beteiligen uns weiterhin an Branchenstandardgruppen sowie an SPE-Allianzen und -Konsortien und arbeiten mit einer Reihe von Ausrüstungs- und Geräteanbietern zusammen, um die Einführung dieser Technologie voranzutreiben. Während die SPE-Installationen ansteigen, sind wir bereit, Tests und Fehlerbehebung zu unterstützen.

In der Zwischenzeit eignen sich die DSX CableAnalyzer™-Serie und der LinkIQ™ Cable + Network Tester von Fluke Networks mit Unterstützung für industrielle M8, M12D- und M12X-Steckverbinder ideal zum Testen und Beheben von Problemen mit den zwei- und vierpaarigen Ethernetkabeln, die in aktuellen industriellen Anwendungen wie PROFINET, EtherNet/IP und EtherCAT verwendet werden.

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