Šiandieniniame tinklu sujungtame pasaulyje duomenų perdavimas per „Ethernet“ tinklą atlieka labai svarbų vaidmenį. SPE (Single Pair Ethernet) supaprastina duomenų perdavimą ir suteikia visiškai naujų galimybių ir iššūkių pramoninėms programoms. Toliau pateikiamame DUK atsakome į visus svarbius klausimus apie lauko įrenginių ir jutiklių sujungimą į tinklą ir integravimą naudojant „Single Pair Ethernet“ ir su tuo susijusią naudą pramoniniams procesams.
„Single Pair Ethernet“, sutrumpintai SPE, yra Ethernet pagrįstas ryšys, kuriuo grindžiami įvairūs perdavimo protokolai. Galutinė koncepcija leidžia tiesiogiai perduoti duomenis tarp jutiklio ir debesies, todėl užtikrinamas sklandus ryšys be pertrūkių iki pat automatikos piramidės lauko lygio. Tai supaprastina prieigą prie jutiklio duomenų iš lauko lygmens ir taikomųjų programų įgyvendinimą.
OSI modelis (Open Systems Interconnection Model) - tai duomenų perdavimo standartų etaloninis modelis, skirtas heterogeninių tinklo topologijų sąveikai skatinti. Etaloninis modelis suskirstytas į 7 skirtingus sluoksnius, o kiekvienas sluoksnis turi konkrečias užduotis ir funkcijas. Jis padeda struktūrizuoti ir standartizuoti sudėtingą tinklo ryšį. Vienos poros eternetas yra žemiausiame lygmenyje, vadinamajame fiziniame lygmenyje.
OSI modelis: (1) fizinis sluoksnis, (2) duomenų perdavimo sluoksnis, (3) tinklo sluoksnis, (4) transporto sluoksnis, (5) sesijos sluoksnis, (6) pateikimo sluoksnis, (7) taikomasis sluoksnis.
Pagrindinis skirtumas - naudojamo duomenų perdavimo kabelio porų skaičius. Tradiciniame eteryje, priklausomai nuo perdavimo spartos, naudojamos 2 arba 4 kabelių poros, o SPE ekranuotame duomenų perdavimo kabelyje reikia tik vienos vytos laidų poros. Be to, naujoviška technologija, pagrįsta 10BASE-T1L standartu, leidžia naudoti iki 1 000 metrų ilgio kabelius, nors anksčiau buvo įprasta naudoti tik 100 metrų ilgio kabelius.
Santrumpa 10BASE-T1L yra terminas, sudarytas iš kelių dalinių aspektų, kuriuose pateikiama svarbi informacija apie tinklo ryšį. Pavyzdžiui, skaičius 10 reiškia 10 Mbps perdavimo spartą. Terminas „BASE“ reiškia signalo tipą ir reiškia, kad duomenų perdavimo kabeliu gali būti perduodami Ethernet signalai. „T1“ reiškia ‚Twisted Pair‘ (vytos poros), o santrumpa ‚L‘ - ‚Long Distance‘ (ilgas atstumas), t. y. galima naudoti iki 1 km ilgio duomenų perdavimo kabelius.
Vienos poros Ethernet (SPE) turi keletą privalumų, ypač pramoninės automatikos ir įrenginių tinklų srityje. Svarbiausi privalumai yra šie
SPE naudojami tik vienos poros variniai duomenų perdavimo kabeliai, o ne įprasti dviejų ar keturių porų duomenų perdavimo kabeliai. Tai supaprastina kabelių architektūrą ir (arba) surinkimą, sumažina svorio ir vietos reikalavimus. Tai gerokai palengvina montavimą ir tiesimą sudėtingose mašinose ir sistemose, net ir tais atvejais, kai duomenų kabelis patiria didelį lenkimo krūvį.
Dėl mažesnio kabelių medžiagų kiekio mažėja pačių kabelių ir montavimo išlaidos. Taip pat galima sumažinti techninės priežiūros išlaidas.
SPE palaiko duomenų perdavimą realiuoju laiku, o tai užtikrina geresnę procesų kontrolę ir didesnę saugą pramoniniuose įrenginiuose.
Perduodant duomenis ta pačia kabelių pora tiekiama ir elektros energija. Tai palengvina įrenginių maitinimą ir pašalina būtinybę naudoti atskirus maitinimo kabelius.
SPE palengvina integraciją į esamas Ethernet infrastruktūras ir palaiko standartizuotus Ethernet protokolus, o tai supaprastina prisijungimą ir integraciją į tinklus. Tereikia vienos poros Ethernet komutatoriaus su atitinkamu palaikomu naudojamo technologinio pogrupio IEEE 802.3cg standartu.
SPE sistemos dažnai projektuojamos atšiaurioms pramoninėms sąlygoms, todėl jos yra atsparesnės aplinkos poveikiui ir mechaninei apkrovai.
SPE gali perduoti duomenis didesniais atstumais nei įprastas Ethernet, o tai gali būti privalumas didelėse pramonės įmonėse ar pastatuose.
Didėjant daiktų interneto įrenginių skaičiui ir poreikiui juos efektyviai sujungti į tinklą, SPE siūlo perspektyvų sprendimą, kuris atitinka šiuolaikinių ir būsimų tinklo programų reikalavimus.
Dėl galimybės be kliūčių sujungti lauko įrenginius „Single Pair Ethernet“ atveria duris naujovėms, kurios gali būti naudingos daugeliui pramonės sektorių ir šakų. Visų pirma tai pramoniniai tinklai, automobilių pramonės, pastatų automatikos ir kitos sritys, kuriose reikia patikimo, ekonomiško ar vietą taupančio kabelių sprendimo. Vienos poros eternetas taip pat yra pasirenkama technologija, skirta naudoti atšiaurioje pramoninėje aplinkoje arba klimato stebėsenai dideliuose sandėliuose ir šiltnamiuose. Galiausiai, didžiulis kabelio ilgis reiškia, kad jutiklius galima integruoti ir dideliais atstumais.
Vienos poros eternetas (SPE) palaiko įvairias duomenų perdavimo spartas, kurios gali skirtis priklausomai nuo techninių reikalavimų ir kabelio ilgio. Tai yra šie parametrai
Šios duomenų perdavimo spartos skirtos toms programoms, kuriose patikimumas yra svarbesnis už didelę spartą. Skiriami du pagrindiniai tipai:
Ši sparta dažnai naudojama automobilių tinkluose, kur ji užtikrina gerą greičio ir ekonomiškumo pusiausvyrą. Su neekranuotu kabelių pluoštu didžiausias ilgis yra 15 m.
Ši didesnė perdavimo sparta idealiai tinka toms programoms, kurioms reikia spartesnio duomenų perdavimo, pavyzdžiui, tam tikrose pramoninėse programose arba pažangiose transporto priemonių sistemose. Su neekranuotu kabeliu galima pasiekti 15 m ilgį, o su ekranuotu kabeliu - iki 40 m.
Daugiagigio duomenų perdavimo greitis gali būti naudojamas automobilių sektoriaus taikomosioms programoms, kurioms reikalingas labai didelis duomenų srauto pralaidumas, pavyzdžiui, pagalbos vairuotojui sistemoms arba autopiloto sistemoms. Naudojant ekranuotus duomenų perdavimo kabelius galima pasiekti 15 m ilgį.
| Timeline IEEE 802.3 | IEEE 802.3 Standard | Max. Distance | Speed | Bandwidth | Category according ISO/IEC TR11801-... | Pairs | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2015 | IEEE 802.3bw | 100BASE-T1 | 15 m UTP | 100 Mb/s | 66 MHz | SPE | 1 |
| 2016 | IEEE 802.3bp | 1000BASE-T1 | 40 m 15 m UTP |
1000 Mb/s | 600 MHz | SPE | 1 |
| 2019 | IEEE 802.3cg | 10BASE-T1L 10BASE-T1S |
1000 m 25 m UTP |
10 Mb/s | 20 MHz | SPE | 1 |
| 2020 | IEEE 802.3ch | Multi-Gig | (15 m) | 2.5/5/10 Gb/s | — | SPE | 1 |
Norint užtikrinti veiksmingą duomenų perdavimą ir galutinį tinklo sujungimą, labai svarbūs keli veiksniai. Tai kabelių tipas ir kokybė, SPE palaikanti techninė įranga (SPE komutatoriai, maršrutizatoriai ir galiniai įrenginiai) ir tinkamos jungtys bei jungtys. Taip pat reikia kruopščiai suplanuoti tinklo konstrukciją, atsižvelgti į aplinkos sąlygas ir profesionaliai įdiegti.
„Single Pair Ethernet“ technologija yra naujoviška technologija, kurią iki šiol siūlė tik atskiros jutiklių ir automatikos technologijų įmonės. Ją sėkmingai parduoda du skirtingi technologijų gamintojų susivienijimai. Geriausiai žinomas yra „ Single Pair Ethernet Systems Alliance“, kurio narių kataloge pateikiama gera potencialių jutiklių ir technologijų tiekėjų apžvalga.
„Single Pair Ethernet Systems Alliance“ daugiausia dėmesio skiria SPE kūrimui, standartizavimui ir sklaidai. Pagrindiniai tikslai ir />
„Single Pair Ethernet“ laikomas procesų automatizavimo pradininku ir gali iš esmės pakeisti duomenų perdavimo būdą pramonės ir su pramone susijusiose srityse. Todėl jis sulaukia vis didesnio pripažinimo pramonėje ir ateityje atliks svarbų vaidmenį daiktų interneto taikomosiose programose. Tai apima išmaniųjų miestų, išmaniųjų pastatų, prijungtų transporto priemonių ir kt. programas. Techniniu požiūriu nėra jokio kito būdo, kaip apeiti vienos poros eternetą.
