单对以太网（SPE）和工业物联网

来源：千家网 2021-04-23

导读

尽管单对以太网(SPE)已经存在一段时间了，但尽管该技术有潜在的好处，但采用它的道路并不完全平坦。

尽管单对以太网(SPE)已经存在一段时间了，但尽管该技术有潜在的好处，但采用它的道路并不完全平坦。

由于各种实际和技术原因，SPE是网络圈中一股日益增长的力量，它与工业物联网实现尤其相关。SPE价值主张的核心是，与现有的4对布线和传统的IEEE802.3以太网标准相比，它提供了更好的性能。

SPE在单双绞线上运行，可以在1km的距离上提供10mbps的速度，这是10/100/1000BASE-T以太网标准下100米最高速度的重大升级。这是通过IEEE802.3g以太网标准，也称为10BASE-T1L。BASE-T1标准最初的市场是汽车市场，但更近的802.3g使该标准适用于智能建筑和工业物联网市场。

单对以太网（SPE）和工业物联网

SPE的功率和距离

1km的操作距离使SPE成为大范围工业物联网实现的理想选择，需要更少复杂的网络设备来实现大工厂或完整工业现场的覆盖。不过，SPE还有另一个窍门，它使用与PoE相似的单对供电技术，为设备供电。虽然PoDL(数据线功率)只能提供相对较低的功率，在短距离上约为50W，在整个1公里内逐渐减少，但对于设计在低功率足迹内运行的工业物联网设备来说，这仍然是有益的。

更轻、更薄、更便宜

CAT6布线的好处也很显著。一个新的工业物联网项目可能会安装大量的新电缆。尽管如此，由于SPE只需要四分之一的物理电缆(一对而不是四对)，成本可以显著降低。此外，SPE电缆的重量和直径只有电缆的四分之一，可以更好地利用现有的导管空间，减少重量支撑要求。最后，SPE通常可以对现有的4对铜电缆进行改造，进一步降低了安装成本。

网络拓扑标准化

行业对SPE感兴趣的一个关键原因是，它提供了跨整个网络标准化网络协议的机会。以前，以太网一直是绝大多数企业网络的实际标准，但不是在所谓的“现场”级，在那里各种总线系统已经司空见惯。

传统上，这样做的一个原因是，BUS系统只需要双对电缆，而不是老式的以太网4对电缆，当考虑到整个工业安装的数千个传感器和执行器时，这大大节省了成本。这种标准化意味着将不再需要当前用于弥合以太网-总线差距的网关阵列，这大大减轻了维护这种经常定制的遗留软件的人员的负担。

标准化：安全风险？

标准化确实为未来的SPEIIoT部署提出了新的考虑——安全性。那些运行串行总线技术的传统工业自动化系统有效地将现场级设备与网络的其他部分隔离开来。切换到SPE意味着现场级设备将必须接受与任何其他连接企业硬件相同的审查，不可避免地需要偶尔进行OTA(通过空中传输)错误修复、协议更新等。

幸运的是，随着SPE的带宽和功率交付，较新的符合SPE的设备不应该受到传统IIoTOTA障碍的技术限制。不过，任何老式设备可能都不那么容易驾驭。纯以太网还具有避免无线替代方案的许多安全挑战的优点，尽管主要是从本地截取的角度来看。

断开连接的连接器标准

采用SPE还存在其他障碍，如常见的标准化。虽然SPE和IEEE802.3g以太网标准已经建立，但问题出现在连接器端，市场上已经有两种不同的连接器实现。两者都是基于标准的。SPE工业合作伙伴网络促进IEC63171-6中定义的T1接口，而SPE系统联盟目前支持IEC63171-2。未来的情况还很不明朗——一个连接器是否会被整个行业所接受，或者两种连接器是否会继续共存，也许是在特定的垂直领域，这些问题将在未来几个月得到解答。

SPE工业合作伙伴网络成员包括Harting、TEConnectivity、Hirose、AmphenolICC和Molex。同时，SPE系统联盟将PhoenixContact、Weidmüller和SICK作为其支持者。这两个组织的关注点也各不相同，网络聚焦于工业应用，而联盟则着眼于包括汽车和智能建筑在内的各个领域。

SPE前景光明

显然，SPE可以为工业物联网部署，以及汽车和航空电子行业提供很多服务。虽然连接器的混乱可能在短期内阻碍采用，但长期的未来看起来是光明的。展望日益互联的制造和基础设施供应链的需求，很明显，为工业物联网设备提供强大连接和动力的统一以太网将是未来一段时间内工业物联网部署的一个强有力的概念。（编译/Cassie ）