ROBIOTIC
Lexikon
Single Pair Ethernet
Auf einen Blick
Single Pair Ethernet (SPE) ist eine spezielle Ethernet-Technologie, welche für die Datenübertragung mit nur einem Adernpaar auskommt - daher auch der Name Single Pair, also einzelnes Paar. Zum Vergleich: Die Herkömmliche Ethernet-Infrastruktur nutzt vier Adernpaare. Die Technologie zielt speziell auf die platzsparende, effiziente Vernetzung von Geräten und Komponenten im industriellen Umfeld ab, z. B. bei der Automatisierung von Anlagen oder im Fahrzeugbau. Im IIoT (Industrial Internet of Things) ist es besonders wichtig, dass die Datenübertragung zwischen den beteiligten Geräten und Sensoren reibungslos und in Echtzeit funktioniert. Hier geht es darum, dass Maschinen möglichst viele Aufgaben und Entscheidungen eigenständig ausführen können. Das funktioniert nur, wenn die beteiligten Geräte alle nötigen Informationen aus ihrer Umwelt (z. B. Messdaten von Sensoren) zur richtigen Zeit vorliegen haben.
Vorteile von Single Pair Ethernet
SPE hat das Potenzial, die Digitalisierung und Automatisierung von Prozessen in der Industrie voranzutreiben. Die Technologie bietet standardisierte und somit einfacher zu realisierende Steckverbindungen, die selbst in kleinsten Geräten die Nutzung IP-basierter Kommunikation möglich machen.
Standardisierte Schnittstelle
Für SPE existiert eine international standardisierte Schnittstelle (Norm IEC 63171-6). So können Hersteller von Hardware eine genormte Schnittstelle für ihre Geräte anbieten, die auch garantiert mit anderen Geräten, welche diese Norm nutzen, übereinstimmt. Firmen können ihre SPE-fähigen Geräte entsprechend austauschbar einsetzen und müssen sich bei der Planung keine zusätzlichen Gedanken über eine proprietäre Lösung für die Verkabelung mehr machen. Auch wird so der Aufbau komplexer Infrastrukturen erleichtert.
Platzsparende Steckverbindung
Als Standard für Stecker und Buchsen SPE-fähiger Geräte hat sich der Typ "T1 Industrial style" etabliert. Dieser Typ zeichnet sich durch seinen schlanken Formfaktor aus: Die Stecker und Buchsen sind bewusst so schmal und leicht wie möglich gebaut, damit sie auch gemeinsam mit kleinsten Geräten wie Sensoren sinnvoll genutzt werden können und nicht unnötig viel Platz oder Gewicht an einem ansonsten sehr kleinen Gerät einnehmen. Dies spart nicht nur Kosten und Material, sondern erlaubt den Bau noch kleinerer IIoT-Komponenten.
Hohe Übertragungsraten und schnellere Kommunikation auf Feldebene
Die bislang weit verbreitete Alternative sind Systeme auf Grundlage der analogen Feldbustechnologie. Hierbei sind die Sensoren und Aktoren mit einer Steuereinheit (Gateway) verbunden, welche die Kommunikation zwischen den Geräten auf der Feldebene steuert und teils auch als Schnittstelle zu allen übergeordneten Ebenen dient. Dieses System bringt seine eigenen Protokolle mit sich und bietet nicht die Übertragungsgeschwindigkeiten, die in einem modernen Echtzeitsystemwünschenswert sind. SPE bringt IP-basierte Kommunikation direkt zu den Geräten der Feldebene und macht damit spezialisierte Gateways überflüssig: Alle Geräte vom kleinsten Sensor bis hin zum Rechenzentrum nutzen das gleiche Protokoll, sprechen also die gleiche Sprache. SPE ermöglicht zudem Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 1 Gbit/s per Ethernet für kleinste Bauelemente wie Sensoren oder Aktoren. Messwerte können somit in Echtzeit geteilt und Befehle für Aktionen sofort ausgeführt werden.
