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单对以太网的应用优势开始凸显

发布时间:2021-08-18 发布时间:
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随着越来越多的制造商加入SPE联盟,对其功能和用途的疑问也随之增加。以下是有关单对以太网的重要信息。


单对以太网


什么是单对以太网(SPE)?为什么我们真正需要它?以太网在工业上已经采用了很长时间。这些问题是人们首次遇到单对以太网主题时经常会提出的问题。


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历史


第一条数据电缆是聚氯乙烯绝缘的单芯电缆,是成对绞合的,以防止可能的故障。


后来确定,低绝缘层(例如聚乙烯)具有改善的电性能,能够实现更长的使用寿命,并可以减少电缆组装过程中铁氧体(有助于无故障数据传输的磁体)的使用。这是模拟技术中的惯例,并且为了控制系统的每个功能和每个设备,需要使用单独的一对。


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随着数字技术的出现,这种情况发生了变化。阻抗,电缆衰减,近端串扰和其他特性被当做了电缆参数,而总线技术已进入自动化,系统和机械工程领域。突然,可以用一对电缆对网络中的许多设备进行控制,例如PROFIBUS。这得益于数字技术并针对每个单独的设备。但是,与当今的可能性相比,总线电缆的数据传输仍然非常慢,最高速率仅达到20 Mb/s。


以太网是用于网络的统一数据网络(LAN技术),最初专用于办公室通信。直到2000年之后,工业设备,连接器和以太网电缆的发展,才使工业以太网诞生。


2015年,汽车行业开始更加依赖单对以太网。优点是节省空间,高性能和轻便。因此,它是由自动巡航,自动驾驶或车辆中的摄像头系统需要提高速率所需要的理想选择。在汽车中,由于100BASE-T1的应用长度小于50英尺(15 m),因此通常使用非屏蔽电缆。


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为了使单对以太网适合工业使用并帮助技术变革,Helukabel加入了SPE工业网络联盟


单对以太网会取代传统的工业以太网吗?


这个问题的简短答案是“否”。经典的两对和四对电缆在覆盖范围方面具有优势,无需中继器即可达到328 ft(100 m)。另一个方面是,在出现故障时,四对电缆仍可保证剩余传输速率。使用单对以太网,可以将模拟传感器系统数字化,并逐渐取代相对较慢的总线技术。此外,与传统的工业以太网相比,单对以太网还具有其他优势,尤其是在小型系统中。这些特性包括更好的弯曲半径,更小的电缆以及单对电缆的传输速率高达1 Gbit。此类空间优势尤其对小型相机或机器人(即与人类协同工作的协作机器人)具有决定性的作用。


一对数据传输实际上如何工作?


经典的以太网可与四对Cat配合使用,最高芯片频率范围为100 MHz。各个对可互换地发送/接收,最多可传输1 Gb/s。对于单对以太网,只有一对可用。为了能够发送1 Gbit,使用了范围高达600 MHz的芯片组。某些频率会接收,而其他频率会发送,这就是SPE的工作方式。


为什么对工业应用感兴趣?


单对以太网可实现直至现场的一致数据传输。与之前相比,仅需要一对来传输信号(而不是前两对或四对)。


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这样,单对以太网完全符合工业需求配置文件,并具有以下优点(与传统工业以太网相比):


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•更细的电缆


•降低组装成本


•更少的空间需求,更轻的重量,必要时可以使用更小的铺设系统


•在连续运动的情况下,弯曲半径较小,拖链较小


•降低热量负荷,减少烟雾产生


•更少的材料,例如铜或塑料=>保护资源


此外,尽管有工业以太网,但目前使用的数字总线技术和模拟传感器技术却处于最低水平。单对以太网为以前的传感器技术的数字化奠定了基础,因此以太网可以一直连接到终端传感器。


应用领域


单对以太网涵盖了不同行业的需求。这意味着根据应用场合使用电缆,例如用于固定安装,灵活使用或用于高动态应用场合(例如在拖链或机器人中)。护套材料可以是PVC,FRNC或PUR,具体取决于客户的需求和应用。也可以使用高温材料,例如FEP。


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单对以太网SPE市场应用。所有图片均由Helukabel提供


工厂自动化-除了可以用经典传感器电缆和工业以太网电缆扩展或替换SPE的选项外,CAN总线与SPE 1000Base-T1一起使用时,最高可达130英尺(40 m)的范围也将有未来的可能性。除了减轻重量外,这还将大大提高数据速度。


流程自动化—借助10BASE-T1L,SPE还实现了流程自动化的飞跃,数十年来,数据速率传输一直为31.25 kBit。例如,SPE10BASE-T1L 10 Mbit允许从安全摄像机传输视频,最大传输速率为10Mbit。 3,280英尺(1,000 m)传输距离,(PROFIBUS PA无法实现)。


数据线供电(PoDL)


多亏了PoDL,单对以太网也使电源可以与数据传输并行进行。这两个分类图表提供了最大50 W功率传输的终端设备的概述。

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混合电缆满足更大的功率要求


如果PoDL类别最大功率不超过50 W,则不能满足设备的功率要求,那么SPE混合电缆和M8连接器将为您提供更大功率的理想解决方案。在这种情况下,电缆包含一对具有AWG 22-24的以太网对和两个AWG 18电源线,它们可在130 ft(40 m)的距离上以60 V提供高达400 W的功率。必须屏蔽数据线,也可能需要整体屏蔽。


连接器分配:

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