什么是單對(duì)以太網(wǎng)？單對(duì)以太網(wǎng)是否取代工業(yè)以太網(wǎng)

隨著越來(lái)越多的制造商加入SPE聯(lián)盟，對(duì)其功能和用途的疑問(wèn)也隨之增加。以下是有關(guān)單對(duì)以太網(wǎng)的重要信息。

單對(duì)以太網(wǎng)

什么是單對(duì)以太網(wǎng)（SPE）？為什么我們真正需要它？以太網(wǎng)在工業(yè)上已經(jīng)采用了很長(zhǎng)時(shí)間。這些問(wèn)題是人們首次遇到單對(duì)以太網(wǎng)主題時(shí)經(jīng)常會(huì)提出的問(wèn)題。

歷史

第一條數(shù)據(jù)電纜是聚氯乙烯絕緣的單芯電纜，是成對(duì)絞合的，以防止可能的故障。

后來(lái)確定，低絕緣層（例如聚乙烯）具有改善的電性能，能夠?qū)崿F(xiàn)更長(zhǎng)的使用壽命，并可以減少電纜組裝過(guò)程中鐵氧體（有助于無(wú)故障數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇朋w）的使用。這是模擬技術(shù)中的慣例，并且為了控制系統(tǒng)的每個(gè)功能和每個(gè)設(shè)備，需要使用單獨(dú)的一對(duì)。

隨著數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)，這種情況發(fā)生了變化。阻抗，電纜衰減，近端串?dāng)_和其他特性被當(dāng)做了電纜參數(shù)，而總線(xiàn)技術(shù)已進(jìn)入自動(dòng)化，系統(tǒng)和機(jī)械工程領(lǐng)域。突然，可以用一對(duì)電纜對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的許多設(shè)備進(jìn)行控制，例如PROFIBUS。這得益于數(shù)字技術(shù)并針對(duì)每個(gè)單獨(dú)的設(shè)備。但是，與當(dāng)今的可能性相比，總線(xiàn)電纜的數(shù)據(jù)傳輸仍然非常慢，最高速率僅達(dá)到20 Mb/s。

以太網(wǎng)是用于網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（LAN技術(shù)），最初專(zhuān)用于辦公室通信。直到2000年之后，工業(yè)設(shè)備，連接器和以太網(wǎng)電纜的發(fā)展，才使工業(yè)以太網(wǎng)誕生。

2015年，汽車(chē)行業(yè)開(kāi)始更加依賴(lài)單對(duì)以太網(wǎng)。優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省空間，高性能和輕便。因此，它是由自動(dòng)巡航，自動(dòng)駕駛或車(chē)輛中的攝像頭系統(tǒng)需要提高速率所需要的理想選擇。在汽車(chē)中，由于100BASE-T1的應(yīng)用長(zhǎng)度小于50英尺（15 m），因此通常使用非屏蔽電纜。

為了使單對(duì)以太網(wǎng)適合工業(yè)使用并幫助技術(shù)變革，Helukabel加入了SPE工業(yè)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟

單對(duì)以太網(wǎng)會(huì)取代傳統(tǒng)的工業(yè)以太網(wǎng)嗎？

這個(gè)問(wèn)題的簡(jiǎn)短答案是“否”。經(jīng)典的兩對(duì)和四對(duì)電纜在覆蓋范圍方面具有優(yōu)勢(shì)，無(wú)需中繼器即可達(dá)到328 ft（100 m）。另一個(gè)方面是，在出現(xiàn)故障時(shí)，四對(duì)電纜仍可保證剩余傳輸速率。使用單對(duì)以太網(wǎng)，可以將模擬傳感器系統(tǒng)數(shù)字化，并逐漸取代相對(duì)較慢的總線(xiàn)技術(shù)。此外，與傳統(tǒng)的工業(yè)以太網(wǎng)相比，單對(duì)以太網(wǎng)還具有其他優(yōu)勢(shì)，尤其是在小型系統(tǒng)中。這些特性包括更好的彎曲半徑，更小的電纜以及單對(duì)電纜的傳輸速率高達(dá)1 Gbit。此類(lèi)空間優(yōu)勢(shì)尤其對(duì)小型相機(jī)或機(jī)器人（即與人類(lèi)協(xié)同工作的協(xié)作機(jī)器人）具有決定性的作用。

一對(duì)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)際上如何工作？

經(jīng)典的以太網(wǎng)可與四對(duì)Cat配合使用，最高芯片頻率范圍為100 MHz。各個(gè)對(duì)可互換地發(fā)送/接收，最多可傳輸1 Gb/s。對(duì)于單對(duì)以太網(wǎng)，只有一對(duì)可用。為了能夠發(fā)送1 Gbit，使用了范圍高達(dá)600 MHz的芯片組。某些頻率會(huì)接收，而其他頻率會(huì)發(fā)送，這就是SPE的工作方式。

為什么對(duì)工業(yè)應(yīng)用感興趣？

單對(duì)以太網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)直至現(xiàn)場(chǎng)的一致數(shù)據(jù)傳輸。與之前相比，僅需要一對(duì)來(lái)傳輸信號(hào)（而不是前兩對(duì)或四對(duì)）。

這樣，單對(duì)以太網(wǎng)完全符合工業(yè)需求配置文件，并具有以下優(yōu)點(diǎn)（與傳統(tǒng)工業(yè)以太網(wǎng)相比）：

?更細(xì)的電纜

?降低組裝成本

?更少的空間需求，更輕的重量，必要時(shí)可以使用更小的鋪設(shè)系統(tǒng)

?在連續(xù)運(yùn)動(dòng)的情況下，彎曲半徑較小，拖鏈較小

?降低熱量負(fù)荷，減少煙霧產(chǎn)生

?更少的材料，例如銅或塑料=>保護(hù)資源

此外，盡管有工業(yè)以太網(wǎng)，但目前使用的數(shù)字總線(xiàn)技術(shù)和模擬傳感器技術(shù)卻處于最低水平。單對(duì)以太網(wǎng)為以前的傳感器技術(shù)的數(shù)字化奠定了基礎(chǔ)，因此以太網(wǎng)可以一直連接到終端傳感器。

應(yīng)用領(lǐng)域

單對(duì)以太網(wǎng)涵蓋了不同行業(yè)的需求。這意味著根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合使用電纜，例如用于固定安裝，靈活使用或用于高動(dòng)態(tài)應(yīng)用場(chǎng)合（例如在拖鏈或機(jī)器人中）。護(hù)套材料可以是PVC，F(xiàn)RNC或PUR，具體取決于客戶(hù)的需求和應(yīng)用。也可以使用高溫材料，例如FEP。

單對(duì)以太網(wǎng)SPE市場(chǎng)應(yīng)用。所有圖片均由Helukabel提供

工廠自動(dòng)化-除了可以用經(jīng)典傳感器電纜和工業(yè)以太網(wǎng)電纜擴(kuò)展或替換SPE的選項(xiàng)外，CAN總線(xiàn)與SPE 1000Base-T1一起使用時(shí)，最高可達(dá)130英尺（40 m）的范圍也將有未來(lái)的可能性。除了減輕重量外，這還將大大提高數(shù)據(jù)速度。

流程自動(dòng)化—借助10BASE-T1L，SPE還實(shí)現(xiàn)了流程自動(dòng)化的飛躍，數(shù)十年來(lái)，數(shù)據(jù)速率傳輸一直為31.25 kBit。例如，SPE10BASE-T1L 10 Mbit允許從安全攝像機(jī)傳輸視頻，最大傳輸速率為10Mbit。 3,280英尺（1,000 m）傳輸距離，（PROFIBUS PA無(wú)法實(shí)現(xiàn)）。

數(shù)據(jù)線(xiàn)供電（PoDL）

多虧了PoDL，單對(duì)以太網(wǎng)也使電源可以與數(shù)據(jù)傳輸并行進(jìn)行。這兩個(gè)分類(lèi)圖表提供了最大50 W功率傳輸?shù)慕K端設(shè)備的概述。

混合電纜滿(mǎn)足更大的功率要求

如果PoDL類(lèi)別最大功率不超過(guò)50 W，則不能滿(mǎn)足設(shè)備的功率要求，那么SPE混合電纜和M8連接器將為您提供更大功率的理想解決方案。在這種情況下，電纜包含一對(duì)具有AWG 22-24的以太網(wǎng)對(duì)和兩個(gè)AWG 18電源線(xiàn)，它們可在130 ft（40 m）的距離上以60 V提供高達(dá)400 W的功率。必須屏蔽數(shù)據(jù)線(xiàn)，也可能需要整體屏蔽。

連接器分配：

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