SPE 的作用正在工业自动化应用中不断扩展
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。
虽然这项技术最初是在汽车行业开始的，但它’现在正在将以太网通信扩展到过程制造和离散制造行业工厂车间的现场级设备。（详细了解 固相萃取 以及进军工业自动化领域。)
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？它’将 SPE 的优势与其他当前可用技术的优势进行比较非常重要，以了解哪种技术最符合您的要求和痛点。
例如，以下是 SPE 提供的一些优势。哪些对您的应用程序来说最重要？
1.流畅通信
从传感器到云端，SPE 实现了无缝的机器对机器、机器对人的通信。透明的基于以太网的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连接限制端节点可见性和可访问性的网络段。
2.高带宽
仅使用一对电线进行传输，SPE 的数据吞吐量在不同距离范围内从 10 Mb/s 到 1 Gb/s 不等（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 可以在更长的距离上保持更高的数据速度。与带宽相关的距离有时被称为 “带宽范围。”
4.远程供电能力
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.安装灵活性
与传统的四对电缆相比，根据导体的横截面积，SPE 电缆的直径较小。它’它也比四对电缆轻。这使得电缆在狭窄空间（例如控制柜）中的安装更快、更容易。
它’值得注意的是，上面列出的一些优点可以通过非 SPE 系统实现：例如，1、2 和 3 号可以通过光纤以太网实现，而 1、2 和 4 号可以通过铜线以太网实现。
只有添加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 1 到 4 代表了 以太网高级物理层 （以太网 -APL），专为过程环境而设计。
在空间有限的区域，1、2 和 5 的组合是相关的。因此，1,000 Mb/s 40 米段、10 Mb/s 1,000 米段或 10 Mb/s 段都可能合适。
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 使监控摄像机能够使用与传感器和执行器相同的基础设施。然而，它’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到此影响，这就是为什么时间敏感网络 (TSN) 的开发始于 IEEE 802.1。
TSN 是一系列以太网标准的扩展，旨在实现以太网网络上的确定性通信。TSN 提供了确保数据传输具有保证带宽和延迟的机制。因此，TSN 非常适合实时工业应用。
与多对以太网一样，SPE也受益于以下TSN增强功能：
- 提高了确定性。TSN 引入了一些机制，使得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网络范围的传感器数据和日志分析带来了优势。
- 坚固性和可靠性。新的标准化冗余和过滤机制提高了关键网络段和特定应用的稳健性。
- 透明度和可扩展性。以太网允许几乎所有设备直接寻址。同时，创建单独的 TSN 细分配置域具有分配明确、应用特定配置的优势，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程序中使用 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 汽车规范 和 IEEE 802.1DP 航空航天规范 将 TSN 的功能扩展到汽车和航空环境中所面临的要求和挑战。
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
随着行业特定的 SPE 变体通过 IEEE 802.3 进行标准化，并且各个行业的客户需求不断增加，制造商必须做好以下准备：
- 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 最近推出了其 Lumberg Automation BEETLE SPE 光管理交换机 支持向采用 SPE 技术构建的未来网络的过渡。它符合主要行业标准 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 继续助力将单对以太网引入 工业自动化 应用程序，以便植物能够从中受益。随着 SPE 不断发展，我们’将及时向您通报最新情况。
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