SPE在工业自动化应用中的作用正在扩大
单对以太网（SPE）
随着各种运营持续转移至以太网，单对以太网（SPE）的使用也在不断增长。
虽然该技术始于汽车行业，但现在它正在将以太网通信扩展到流程和离散制造行业中工厂车间的现场级设备。（详细了解SPE及其向工业自动化领域的发展。）
SPE还有其他应用可能性，包括：
- 楼宇自动化
- 货运和客运列车
- 仓储
权衡SPE的优势
如何确定SPE是否适合您的应用？将SPE的优势与其他当前可用技术的优势进行比较，以了解哪种技术最符合您的要求和痛点，这一点非常重要。
例如，以下是SPE提供的一些优势。哪些对您的应用最关键？
1. 通信流畅
从传感器到云，SPE可实现流畅的机器对机器和机器对人的通信。基于以太网的透明网络支持终端节点之间基于IP的通信。异构网络需要网关来链接限制终端节点可见性和可访问性的网段。
2. 带宽高
仅使用一对电线进行传输，跨越不同距离的SPE数据吞吐量范围是10 Mb/s到1 Gb/s（距离越长，数据吞吐量越低）。
3. 传输距离长
与其他技术相比，SPE可以在更远的距离内保持更高的数据速度。与带宽相关的距离有时称为“带宽范围”。
4. 远程电源功能
SPE可以通过混合线缆的数据芯或附加芯传输电力，从而实现远程供电（电源与设备分开）。
5. 安装灵活
与传统的四对线缆相比，根据导体的横截面判断，SPE线缆的直径更小。它也比四对线缆轻。这使得线缆更快、更容易安装在狭小的空间中，例如在机柜中。
需要注意的是，上面列出的一些优势可以通过非SPE系统来实现：例如，第1、2和3项优势可以借助光纤以太网实现，而第1、2和4项优势可以借助铜缆以太网实现。
只有当添加了另一个高度相关的功能时，SPE的优势才会显现出来。例如，上面的第1至4项优势代表了专为流程环境设计的以太网高级物理层 （Ethernet-APL） 的优势。
在空间有限的区域，可以利用相关的第1、2和5项优势组合。因此，1,000 Mb/s 40米网段、10 Mb/s 1,000米网段或10 Mb/s网段都可能适用。
TSN为SPE带来什么
SPE使支持以太网的设备和开放网络架构实现了强劲增长。
特别是，更换专用网关和使用交换机意味着不同类型的流量可以搭配不同的服务质量（QoS）要求。
例如，SPE使监控摄像头能够使用与传感器和执行器相同的基础设施。但是，很难满足所需的QoS要求，尤其是在低带宽和混合流量类别的情况下。以前的工业以太网协议也受此影响，这就是时间敏感网络（TSN）开发始于IEEE 802.1的原因。
TSN是以太网标准的一系列扩展，旨在通过以太网网络实现确定性通信。TSN提供了确保数据传输的机制，并保证带宽和延迟。因此，TSN是实时工业应用的理想选择。
与多对以太网一样，SPE也受益于以下TSN增强功能：
- 改进了确定性。TSN引入了一些机制，使时间关键型数据包的传输比以前可用的优先级方案更具确定性。统一的时间同步也为控制过程和传感器数据和日志的全网分析带来了优势。
- 稳健性和可靠性。 新的标准化冗余和过滤机制提高了关键网段和特定应用的稳健性。
- 透明度和可扩展性。 以太网网络允许直接对几乎所有设备进行寻址。同时，创建单独的TSN细分配置域提供了清晰的分配和特定于应用的配置的优势，以确保可扩展性。
将TSN用于特定应用
为了降低新标准的复杂性，正在开发各种特定于行业的TSN配置文件。这些配置文件充当配置标准，指示如何在特定应用中使用TSN。
例如，IEC/IEEE 60802 TSN工业自动化配置文件专为离散制造业的自动化而设计，为在工业环境中实施奠定了坚实的基础。
IEEE 802.1DG汽车电子配置文件和IEEE 802.1DP航空电子配置文件扩展了TSN的功能，以满足汽车和航空环境中面临的要求和挑战。
除了降低复杂性外，TSN配置文件中还识别了各个行业的特定属性。
当前版本的IEC/IEEE 60802 TSN配置文件使用NETCONF网络管理协议定义统一网络管理和使用LLDP的统一拓扑检测。
制造商如何响应SPE
随着特定于行业的SPE变体通过IEEE 802.3进行标准化，并且各行各业都提出了客户需求，制造商必须准备好通过以下方式做出响应：
- 识别整个行业的共性
- 优先考虑模块化设备设计，旨在最大限度地提高不同应用领域组件的可重用性
- 与标准保持一致，使设备也满足其他行业的要求
例如，Belden最近推出了Lumberg Automation BEETLE SPE光管理型交换机 ，以支持过渡至采用SPE技术构建的未来就绪网络。它符合关键行业标准，如10BASE-T1L、PoDL等。
借助BEETLE，工业组织可以扩展运营，同时实现更大的范围和长期成本节约。
Belden继续帮助将单对以太网引入工业自动化应用，使工厂能够从中获益。随着SPE的发展势头不断增强，我们将随时为您提供最新资讯。
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