Komponenten für das industrielle Umfeld

Produkte und Lösungen für Single Pair Ethernet

| Autor / Redakteur: Bernhard Lück / Andreas Donner

Feldkonfektionierbarer SPE-Steckverbinder für Schutzart IP20.
Feldkonfektionierbarer SPE-Steckverbinder für Schutzart IP20. (Bild: Telegärtner)

Telegärtner, Phoenix Contact, Weidmüller, Reichle & De-Massari und Fluke Networks entwickeln aufeinander abgestimmte Komponenten für Single Pair Ethernet (SPE) und unterstützen IP20- und IP65/67-Steckgesichter nach IEC 63171-2 und IEC 63171-5 für die ein- und vierpaarige Datenübertragung.

Die Unternehmen bündeln ihr Know-how, um eine aufeinander abgestimmte Infrastruktur für Geräte, Steckverbinder, Kabel und Messtechnik gewährleisten zu können. „Single Pair Ethernet ist die alternativlose Schlüsseltechnologie der nächsten Jahre und wird eine durchgängige ethernetbasierte Kommunikation für eine beispiellose Vielfalt von Applikationsfeldern ermöglichen“, fassen die Unternehmen zusammen. Das SPE definiere nicht erneut höhere Übertragungsgeschwindigkeiten oder -strecken, sondern bilde den normativen Rahmen für eine anwendungsgerecht reduzierte Verkabelung. Mit dieser reduzierten Verkabelung würden völlig neue Anwendungsgebiete in den Fokus rücken.

Keine Ethernet-Lücke bis zur Feldebene

Die Datenverkabelung mit nur einem Aderpaar ermögliche Strecken von bis zu 1.000 Metern bei Übertragungsraten von 10 MBit/s bis zu 1 GBit/s. Damit eigne sich SPE ideal für Infrastrukturanwendungen im Maschinen- und Anlagenbau, der Prozesstechnik, aber auch für die Gebäudeinfrastruktur. Der Vorteil: SPE sei umgebungsneutral. Feldgeräte, Sensoren und Aktoren könnten einfach in die bestehende Ethernet-Umgebung der Unternehmensebene eingebunden werden. Zusätzliche Gateways und Schnittstellen würden entfallen. SPE schließe die Ethernet-Lücke bis zur Feldebene und werde somit durchgängiger, effizienter und kostengünstiger als bestehende Feldbussysteme.

Von der Automobilbranche zu anderen Industrien

Die SPE-Entwicklung habe ihren Ursprung in der Automobilbranche. Dort sei der Trend zur Entwicklung kleinerer und leistungsfähigerer Geräte deutlich zu spüren. Zukunftsweisende Technologien wie das autonome Fahren erforderten eine Verbindungstechnik, die die Übertragung größerer Datenraten auf geringem Bauraum möglich mache. Von diesem Ansatz könnten auch andere Industrien profitieren. „Für Anlagenbauer ist das einpaarige Single Pair Ethernet eine Arbeitserleichterung. Die Installation ist im Vergleich zum vierpaarigen Ethernet einfacher und ermöglicht eine merkbare Reduktion von Platz und Gewicht“, erklärt Jörg Scheer, Leiter Division Device & Field Connectivity bei Weidmüller. Simon Seereiner, Leiter Produktmanagement IE und SAI bei Weidmüller, ergänzt: „Bei Neuinstallationen sparen Anwender Anschaffungskosten und können die notwendigen Kabeltrassen kompakter ausführen. Die normierten Steckgesichter ermöglichen zudem eine effiziente Verkabelung mehrerer Kommunikationsteilnehmer, die sich eine gemeinsame Leitung und Schnittstelle teilen. So können Anwender die bestehende Verkabelung weiter nutzen und statt einem, bis zu vier Geräte anbinden.“

Kombinierbare Konzepte

Dank der standardisierten Schnittstellen könnten ein- und vierpaarige Verkabelungskonzepte ebenso miteinander kombiniert werden wie IP20- und IP6x-Lösungen. Die Zweidrahttechnologie erlaube zudem die anwendungsgerechte Versorgung der Endgeräte mit Leistungen bis zu 60 Watt über das gleiche Aderpaar (Power over Data Line; PoDL). „Unsere Zusammenarbeit in der Normierung schafft Sicherheit", so Torsten Janwlecke, President Business Area Device Connectors bei Phoenix Contact. „Weltweit können Anwender auf der Basis standardisierter Schnittstellen effiziente Netzwerk- und Verkabelungsstrukturen vom Sensor über die Leit- und Unternehmensebene bis hin in die Cloud aufbauen.“ Scheer ergänzt: „Durch die Digitalisierung nimmt die intelligente Vernetzung in allen Bereichen des Lebens zu. Auch im industriellen Umfeld wird eine durchgängige Datenübertragung relevanter. Aus diesem Grund ersetzt die Ethernet-Verkabelung bereits heute vielfach klassische Feldbussysteme.“

Durchgängigkeit innerhalb der Netzwerkebenen

Mit SPE würden die Gesamtkosten der Netzwerkinfrastruktur deutlich reduziert, gleichzeitig entstehe ein standardisiertes, abgestimmtes, offenes Netzwerk für eine komplette Durchgängigkeit innerhalb der Netzwerkebenen.

„Der verkleinerte Aufbau ermöglicht speziell an den Knotenpunkten eine höhere Portzahl, wodurch im Umkehrschluss eine effizientere Nutzung der Infrastruktur realisiert wird“, erläutert Marcel Leonhard, Leiter Geschäftsbereich DataVoice bei Telegärtner. „SPE wird darüber hinaus durch die Anbindung neuer Gerätetechnologien neue Potenziale in verschiedensten Marktsegmenten wie der Fabrik- und Prozessautomation, aber auch im Bereich Transport und Logistik schaffen“.

„Die Zertifizierung der installierten Ethernet-Verkabelung ist der effektivste Weg, um einen fehlerfreien Betrieb sicherzustellen. Dies ist unabhängig von der Anzahl der Leiterpaare im Kabel“, sagt Mark Mullins, Global Communications Manager und Gründungsmitglied von Fluke Networks. „Auf diese Weise können Kunden sicherstellen, dass sich ihre Investitionen in hochwertige Verkabelung und Komponenten rentieren. Seit unserer Gründung haben wir mit mehr als 30 Normungsgremien zusammengearbeitet, um die Zukunft der Verkabelung zu definieren. Unser Ziel ist es, effektive Standards zu definieren, die auch die Entwicklung von Tools erlauben, mit denen Kunden diese aufregende neue Technologie zertifizieren und wenn notwendig, Fehler beheben können.“

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