LAPP – Single Pair Ethernet

Was bedeutet Single Pair Ethernet (oder kurz SPE) und wie unterscheidet es sich von gewohntem Ethernet?

Single Pair Ethernet-Leitungen sind Kupferkabel, die lediglich ein verdrilltes Aderpaar (single pair) enthalten, dass sie für die Datenübertragung, beispielsweise in industriellen Anwendungen, nutzen. Die herkömmlichen Ethernet-Kabel aus dem LAN-Bereich bzw. Industrial Ethernet-Leitungen nutzen allerdings je nach Übertragungsrate 2 oder 4 Aderpaare. Die Single Pair Ethernet Technologie ist daher die schlanke, leichte und materialsparende Ethernet-Weiterentwicklung für viele heutige und zukünftige Einsatzgebiete.

Wofür wurde SPE entwickelt?

Industrie 4.0 und das Industrial Internet of Things (IIoT) erfordern eine einheitliche Netzinfrastruktur über alle Ebenen und Systeme hinweg sowie die Datenübertragung in Echtzeit. Das klassische Ethernet, das in der Automatisierungspyramide bereits alle oberen Schichten miteinander verbindet, ist für die Anbindung der untersten Feldebene oft ungeeignet, weil die Leitungen aufwändig anzuschließen und überdimensioniert sind. Aktuell haben deshalb herkömmliche Feldbusse in diesen Punkten noch Vorteile gegenüber dem Ethernet-Standard. Sie sind es, die den Informationsaustausch von Sensoren und Aktoren mit der Steuerungsebene (SPS) regeln. Diese BUS-Systeme sollen nun baldmöglichst durch SPE-Systeme und entsprechende SPE-Kabel, abgelöst werden.

Ihre Vorteile von Single Pair Ethernet auf einen Blick:

• Ablösung von Feldbussen durch zukunftssichere Single Pair Ethernet-Systeme.
• Vereinheitlichung der Technologie in IP-basierten Netzwerken, vom Sensor zum ERP oder in die Cloud zugunsten smarter Fabriken.
• Miniaturisierung der Leitung spart Material und Kosten und wirkt sich gewichts- und platzsparend aus. Gerade bei der Vernetzung von Sensoren und Aktoren spielt der Platz eine essentielle Rolle.
• Einpaariger Leitungsaufbau ermöglicht eine deutlich schnellere, einfachere Installation vor Ort und reduziert das Fehlerpotential bei der Konfektionierung.
• Kosteneffizienz durch den Wegfall von zusätzlichen Gateways, die bislang zur Verbindung derFeldbusse mit dem übergeordneten Standard-Ethernet dienen. Die Anbindung der Feldebene kann mit dem Einsatz von SPE ohne diese Übersetzer erfolgen.
• SPE erlaubt mittels PoDL (Power over Data Line) die Versorgung von Endgeräten mit bis zu 50W über die Datenleitung. Vergleichbar zu PoE, welches sich bereits bei heutigem Ethernet bewährt hat.
• Offener Verkabelungsstandard mit kompatiblen Verkabelungskomponenten eignet sich zur universellen Nutzung in der gesamten Automatisierungsindustrie.

Wie geht es weiter mit SPE?

Damit die neue Technologie auch schnell in den Fabriken ankommt, mussten einheitliche Kommunikationsprotokolle geschaffen werden. Das ist inzwischen erfolgt. Die Protokollstandards nach IEEE 802.3 definieren die technischen Rahmenbedingungen für Single Pair Ethernet-Übertragungen in Industrieanwendungen; das Industriesteckgesicht „T1 Industrial Style“ wird durch die IEC 63171-6 normiert.