● 提高了设备的连接性并且集成了供电
● 减小设备占用的空间从而为额外的设备连接提供了选项
● 单对以太网（SPE）以 10Mbit/s 的传输速率实现长达 1000m 的线路长度
单对以太网（SPE）
——日益强大的以太网和简单的布线设计
PI 一直在推动数字化和工业 4.0 应用。这不仅与通信协议有关，时间敏感网络 (TSN)、OPC UA 和高级物理层 (APL) 也已集成到PI的技术集当中。
现在，有了 SPE，一项正处于起步阶段的新技术。使用 SPE（单对以太网）电缆中的单根双绞线用于数据传输和可选的供电。
单对以太网只需一对线就可以以 10 Mbit/s 到 10 GBit/s 的速度传输数据，但需要的电缆空间要少得多，连接空间要小得多。这项技术最初是为了在车辆中实现功能越来越强大的车载以太网网络，但布线设计很简单。
SPE 对于工业自动化、智能楼宇网络或物联网应用很有吸引力，因为终端设备（传感器或执行器）可以在具有足够数据带宽的现场级别上经济高效地运行。
它们也可以简单地连接到现有的 IT 网络。
因此，许多人将SPE视为物联网应用的“推动者”
所以说，单对以太网适合 PI 技术的“大局”，可以帮助改进或补充各种制造行业的自动化。 然而，SPE 并不是自适应技术，首先需要定义用例并进行技术评估。
SPE的技术评估
SPE 捆绑了许多基于 IEEE 802.3 系列规范的标准。
优势：
以太网帧的先前结构保持不变。只有物理层，即电缆、连接技术和电信号，被重新定义。PROFINET 或 OPC UA 可以不加改变地使用这个新的物理层。
由于预期目标市场和实施可能性的技术限制，已经开发了各种子标准，它们的主要区别在于数据速率和可能的线路长度。此外，不同的电源也有对应的功率等级可供使用。因此，不会只有一个集成方案，而是在不同情况下都将提供针对应用场景的最佳解决方案。
从用户的角度来看，SPE提高了设备的连接性并集成了供电。这对于传感器接线很有意思，举例来说这可以实现更快的调试、更坚固的连接和更小的空间占用。
机器人和起重机也将受益于更细电缆提供的更大灵活性。
挑战：
传感器和执行器的供应商通常使用其组件供应多个目标行业。制造商现在是否应该开发、测试、批准、生产和储存具有不同应用场景的每个设备？
此外，任何新技术的引入通常都伴随着对最终用户的培训工作的增加。需要新的设备、设置和文档。并且SPE由多种技术组成，包括不同的电缆长度、类型和速度。这导致了广泛的可能组合，但并非所有组合都可以同时推进、开发和实施。因此，PI会伴随着这个开发过程，并根据用例评估技术。
现有布线解决方案的总体改进
存在比 RJ45 更可靠的连接选项。
所展示的 SPE 连接器设计坚固，专为工业应用开发。其中包括安全的接触过渡、一致的屏蔽概念和强大的锁定机制。另一种说法：在组装连接器时，只需要连接两根线，而不是四根（100 Mbit/s）或八根（Gbit/s）。
长距离布线解决方案：
SPE的子标准使线路长度达到 1000 m，传输速率为 10 Mbit/s。该规范使用以太网APL，并可以取代交换机级联或以前必需的光纤链路等。
小型 I/O 设备的解决方案：
由于更小的连接器和电源的集成，占用空间更小，因此可以实现更小的设备。这为机器和系统中的其他设备开辟了新的连接选项，并为工业4.0用例收集了额外的数据。
更灵活的电缆：
机械灵活性和重量在机械臂布线中起着重要作用。因此，SPE 可以在需要更小外径、更小弯曲半径和更轻重量的布线的应用中发挥更大的作用。
现有系统的扩展：
尤其是在现有系统中，新组件的集成比使用八芯电缆更容易。使用更细更轻的电缆，现有电缆桥架中可以容纳比以前更多的以太网通道。
PI 将为单对以太网维护其验证过程和部署流程。同时，PI 已经与其他用户组织联系，以澄清标准化问题，例如布线或连接方面。在此过程中，将遵循诊断和配置规范、设备认证以及有关安装、调试和验证的指南的创建。
当涉及在工厂自动化的最后一个仪表处连接简单或更复杂的传感器时，IO-Link 迄今为止都完成了这一任务。然而，围绕智能工厂主题的发展不断对设备相互通信的方式提出新的要求。例如，从 IO-Link 的角度来看，安全应用或无线通信需要扩展。
现在又出现了一个新问题：
随着 IO-Link 设备组合的动态扩展以及随之而来的潜在应用领域的扩展，IO-Link 有时会遇到技术限制。
例如，肯定需要在比当前指定的 20 m 更远的距离上传输 IO-Link。单对以太网恰好填补了这一空白，并可以接管此类任务。
传输速率范围从以10Mbit/s的速率传输1000m到以1Gbit/s的速率传输40m。
使用 SPE，可以通过 PoDL（Power over Data Line）实现连接的外围设备的供电。
PoDL 在 PSE（电源设备）上定义了不同的电压等级（12V、24V、48V）和高达 60 W 的不同功率等级。
因此，不需要额外的、单独的供电线。
SPE 描述了一组具有不同传输速率的以太网标准。以太网APL使用这些标准之一，并指定在过程自动化中使用的重要属性。
例如，螺钉和弹簧端子主要用于过程工业。防爆也起着非常重要的作用，这需要在开发和认证方面付出额外的努力。
这对于制造自动化通常是不必要的，因此离散制造依赖于技术上不太复杂的 SPE 标准。APL 还定义了自己的功率等级。
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