单对以太网扩展到汽车应用之外

根据2021年SPE研讨会的信息，单对以太网(SPE)适用于坚固和恶劣的环境，重量轻，适用于工业网络边缘的设备(与四线或八线以太网相比)，成本效益更高，可以作为工业物联网(IIoT)的骨干网和使能器。

SPE已经在汽车上应用了10年，在其他领域也越来越受到关注。2021年10月举行的90分钟在线研讨会“大规模单对以太网采用之路”，包括来自贝尔登大学、德国哈丁美洲德州仪器和伍尔特电子。鼠标为SPE信息提供了一个页面模拟设备Harting和Wurth Elektronik。

根据Mouser的说法，智能工厂和工业物联网的发展导致了对工厂车间强大连接的需求。以太网是大规模工业连接的主要架构，是将自动化系统连接到网络的主要手段。SPE技术通过单线对将高性能数据和电力传输到现场级执行器设备和传感器。

SPE研讨会专家有:

• David Camp II，贝尔登公司的高级产品工程师
• Harting高级产品和应用经理Arnold Tchiegne
• 麦肯齐·里德，Harting公司标准发展部技术经理
• Nazario Biala, Harting的行业部门经理
• 吉纳维芙·范斯蒂格，德州仪器的市场经理
• Martin Leihenseder，伍尔特Elektronik公司信号和通信高级专家。

双绞线以太网，标准，应用

Reed介绍了SPE的背景，将SPE解释为IEEE 802.3项目，即使用双绞线以10mbit /sec(1000米距离)传输和接收的快速以太网，100mbit /sec和1gbit /sec (40m)以及10gbit /sec (15m)的功率信号。

标准化由TIA、IEC 63171-6和IEEE 802.3 g提供。

由于与SPE相关的成本较低，许多应用程序将首次获得具有成本效益的以太网，包括那些使用云、监控、控制和可编程逻辑控制器以及现场设备的应用程序。Reed说，SPE的具体应用包括远程控制或自动驾驶飞行器、自动驾驶车辆、工业和过程自动化以及移动机器人。

Reed认为，由于成本原因，现场设备通常没有连接到以太网，但SPE将改变这一现状。

兴趣随着参与人数的增加而增加SPE工业合作伙伴网络里德说，该组织2019年开始时只有7名成员，现在约有50名成员。

Camp表示，增长的原因包括对传感器到云连接的需求、以太网距离的增加、对自动化、大数据、人工智能(AI)以及信息技术和运营技术(IT/OT)融合的持续需求。Camp表示，提供更多的传感器和“消除遗留协议转换”正在推动更多的市场机会，包括离散和流程垂直领域的工业自动化、机器人、公共交通和智能建筑。

以太网数据:更好、更快、更远

Leihenseder提到，在许多应用中，需要对10BASE-T1L网络(IEEE 802.3 g的另一个名称)进行滤波，以确保信号质量。Leihenseder表示，随着数据线供电(PoDL)和以太网单电源供电10BASE-T1L + PoDL (SPOE)的加入，性能可以得到提高，它可以实现1公里距离的数据和供电。

Vansteeg表示，工业网络设计师需要更快、更远地移动数据，以满足现场设备的要求。她说，使用SPE还有一个额外的优势，就是能够合并其他正在使用的以太网协议，允许扩展，同时避免了拆除和替换现有通信或增加网关的复杂性。Vansteeg提供了下面的表格，展示了一些常见的工业通信的距离和数据速率，以及它们与IEEE 802.3cg (SPE, 10BASE-T1L)的比较。

表格:工业通信:距离vs.速度

在使用现有基础设施和实现一个网络(从IT到OT)的同时，使用SPE扩展了覆盖范围和带宽。例如，在智能建筑中，如果是一栋有10年历史的建筑，没有人愿意为了满足不断扩大的网络需求而拆除和重新安装。SPE允许通过扩展逐步过渡。

Vansteeg表示，单对以太网供电(SPOE)降低了拥有成本，并在本质安全的系统中提供以太网连接。如果电源要求超过规格，可单独运行电源。但对于许多应用，Vansteeg说，没有必要通过运行单独的电缆来增加铜的数量。SPE电缆诊断提高了可靠性，她补充道。

SPE广泛应用于汽车行业，带动了SPE产品的扩展

Biala和Tchiegne与之前的演讲者一起参加了一个小组讨论，讨论从回顾技术采用曲线开始，将SPE置于第一批创新者中，因为SPE的使用才刚刚开始。其他跟随采用SPE的群体包括有远见的人、实用主义者和保守主义者。他们表示，尽管SPE在汽车行业已经有10年的历史了，但目前它的应用还只是皮毛，主要用于满足车载摄像头和娱乐设备带来的日益增长的通信需求。他们建议，为了让更多的工业自动化用户感到兴奋，需要更多支持spe的产品。更多的产品正在开发中。

SPE产品:芯片、连接器、变压器、滤波器

SPE的产品包括以下，与研讨会一起强调。

两种灵活的工业以太网半导体选择模拟设备ADIN1110 MAC PHY和ADIN1100 PHY。ADIN1110 MAC PHY实现了行业最低功耗系统，简化了以太网现场传感器或执行器的改装，并通过SPI接口连接到任何微处理器。ADIN1100据称是一款坚固、低功耗的以太网PHY，符合IEEE 802.3 g以太网标准，可在1.7公里的单绞线电缆上实现10mbits / s (Mbps)的连接。ADIN1100 PHY提供标准以太网接口，支持在更复杂的设计中使用，使其成为过程控制、工厂自动化和楼宇自动化应用的可靠选择。

德国哈丁T1工业SPE产品(连接器、电缆和相关工具)具有高度优化的高频设计，以及令人印象深刻的机械坚固性，使其成为包括机器人、运输、机械和农业设备在内的工业应用的理想选择。浩亭的T1工业SPE产品通过使用端到端基于ip的通信，提供到现场级别的无障碍连接。

Wurth Elektronik单对以太网产品(单对以太网信号变压器，WE-TVS高性能电视二极管，WE-CNSW高频共模线滤波器和中高压mlcc)具有细电缆直径和紧凑的设计，有助于降低各种应用的成本。来自Würth Elektronik的SPE产品可节省高达75%的印刷电路板(PCB)空间，为DC-DC转换器，USB 3.0, USB 2.0, HDMI和LVDS应用提供吸引人的解决方案。SPE产品提供符合IEC 62368-1标准的隔离。

马克·霍斯克内容管理器，控制工程，CFE媒体和技术，mhoske@cfemedia.com。

关键词:单对以太网(SPE)， SPE应用，SPE规范，SPE产品

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是SPE在考虑下一个工业以太网扩展的选项中?

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