Vereinfachung der industriellen Kommunikation mit SPE von Belden

Single Pair Ethernet (SPE) ermöglicht eine flexible, transparente Sensor-to-Cloud-Verbindung für die Industrie und intelligente Gebäude, ohne die Einschränkungen in Bezug auf Platz, Entfernung, Bandbreite und Leistung, die mit herkömmlichen Multi-Pair Ethernet-, Industrie-Feldbus- oder Sensor- und Kabelsystemen einhergehen. 

SPE verwendet nur ein paar Kupferdrähte zur Übertragung von Daten mit Geschwindigkeiten von 10 Mb/s bis 10 Gb/s und zur gleichzeitigen Bereitstellung der Stromversorgung. Dabei wird eine nahtlose Ethernet-Verbindung vom Sensor bis zur Cloud (ohne proprietäre Systeme oder Gateways) mit einer Reichweite von bis zu 1.000 m hergestellt. 

Dies ermöglicht die Nutzung der Vorteile des IIoT und von Innovationen wie vorausschauender Wartung auf der Grundlage grosser Datenmengen und KI-gestützter Analysen in der Fertigungsindustrie, in Anlagen der Prozessindustrie, in Logistikzentren, in Schienenfahrzeugen und Bahnhöfen des öffentlichen Nahverkehrs sowie in Gewerbegebäuden.

Darüber hinaus ermöglicht es eine schnelle Inbetriebnahme und vereinfacht die Überwachungs- und Wartungsaufgaben, indem es alle Geräte sichtbar und zugänglich macht, und zwar sowohl von den Engineering- als auch von den Bedienterminals aus, die an dasselbe Netzwerk angeschlossen sind, wodurch die Konvergenz von IT und OT erreicht wird. 

Belden verfügt über eine starke Anzahl von Experten, die nicht nur SPE, sondern auch die unerschütterlichen Anforderungen rauer Industrieumgebungen verstehen, von der Automobilproduktion bis hin zu Anlagen der Prozessindustrie.

Belden ist ein aktives Mitglied im SPE Industrial Partner Network, um die Einführung von OT- und IIoT-Konnektivität der nächsten Generation mit Ethernet anstelle proprietärer Kommunikationstechnologien zu beschleunigen. 

Desweiteren gehört Belden zu Single Pair Ethernet Consortium (SPEC) und arbeiten mit der Telecommunications Industry Association (TIA) für den gleichen Zweck zusammen.

• Geringere Kosten: benötigt weniger Material und erfordert weniger Installations- und Wartungsaufwand 
• Schnelle Installation: Leichter und einfacher zu installieren als herkömmliche Kabel und Steckverbinder, da nur zwei Drähte verbunden werden müssen. 
• Längere Distanzen: Hervorragende Reichweite und Geräteabdeckung für zukunftssichere Netzwerkkommunikation
• Einfache Integration: Nahtloser Anschluss an bestehende Ethernet-Umgebungen und -Anwendungen 
• Effiziente Leistung: Vereinheitlichung von Netzwerkkonfiguration, -betrieb und -wartung
• Höhere Flexibilität: Das standardbasierte Protokoll unterstützt die Interoperabilität von der Cloud bis zur Peripherie, so dass Maschinen die gleiche Sprache sprechen.

Bei Belden ist nicht nur die Auswahl der richtigen Produkte wichtig, sondern auch die Erstellung eines SPE-Migrationspfades, technischer Support und Schulungen. Belden bietet ein komplettes Port-to-Port Single-Pair Ethernet-Portfolio für alle Arten von industriellen Automatisierungsumgebungen.

Das SPE-Portfolio von Belden umfasst passive Verbindungstechnik, z. B. Kabel und Steckverbinder, sowie aktive Verbindungstechnik, z. B. E/A-Geräte und Switches. Das umfassende Angebot von Belden schafft neue Möglichkeiten und Anwendungen für Industrial Ethernet.

Beide Standards spezifizieren eine Daten- und Energieversorgung für die untere Feldebene, insbesondere für Sensoren und Aktoren. IO-Link bietet eine sehr kostengünstige Lösung für die Integration in Feldgeräte, ist aber in der Reichweite der Verkabelung in der Bandbreite stark eingeschränkt.

In industriellen Anlagen wird heute eine Vielzahl von spezialisierten Kommunikationsprotokollen eingesetzt. Diese meist auf spezifische Anwendungen zugeschnittenen Protokolle müssen konfiguriert, gewartet und oft auch zertifiziert werden. Für die Zukunft stellen sich hier mehrere Fragen, z.B. ist diese Vielfalt effizient, wenn zukünftig Daten mittels künstlicher Intelligenz ausgewertet werden sollen, wird die Bandbreite ausreichen und wie sind die Anforderungen an die Datensicherheit. 

Für die Feldebene hingegen ist SPE ein Multitalent. Mit einer Bandbreite von 10 Mbit/s über bis zu 1 km spezifizierte Kabellänge, der Leistungsfernspeisung über PoDL sowie der durchgängigen Kommunikationstechnik vom Sensor bis in die Prozessleitebenen und dem damit verbundenen Wegfall von Gateways hat SPE hier ein Alleinstellungsmerkmal. Hinzu kommt, dass alle bereits in den höheren Schichten spezifizierten Ethernet-Funktionen genutzt werden können. Andererseits ist SPE mit höheren Gerätekosten durch erhöhte Anforderungen an die Hardware verbunden.

Wie sich Standard-I/O- und IO-Link-Signale einfach in ein SPE-Netzwerk mit EtherNet/IP integrieren lassen, zeigt Belden in einer eigenen Konzeptstudie.

Mit einem Mini IO-Link Master LioN-H mit Single-Pair Ethernet zur Unterstützung des Standards 10BASE-T1L für die Datenübertragung bis zu einem Kilometer gewinnt Belden die SPE Design Challenge in der Kategorie Best Industrial Application und weist damit den Weg in die Zukunft.