详谈单对以太网SPE和工业物联网

虽然单对以太网（SPE）已经存在一段时间了，尽管该技术具有潜在的好处，但采用该技术的道路并不完全顺利。由于各种实际和技术原因，SPE在网络领域中的力量越来越大，并且对IIoT实施具有特别相关的属性。SPE的价值主张的核心是，它比现有的4对电缆和传统的IEEE 802.3以太网标准提供了更好的性能。

SPE通过单根双绞线运行，可在长达1公里的距离内提供高达10mbps的速度，比10/100/1000BASE-T以太网标准下的最大100米速度有显著提升。这是通过IEEE 802.3cg以太网标准，也就是10BASE-T1L。BASE-T1标准最初的市场是汽车市场，但最近的802.3cg使该标准适用于智能建筑和IIoT市场。

SPE的功率和距离

SPE的工作距离为1公里，这使得SPE非常适合在更大的区域内实现工业物联网，需要更少复杂的网络设备来覆盖大型工厂或完整的工业站点。不过SPE还有另一个诀窍，它采用单对供电技术，与PoE无异，为设备提供电力。虽然通过PoDL（数据线供电）只能提供相对较低的瓦数，在短距离内约为50W，而在全长1公里的范围内，瓦数会逐渐降低，但对于设计在低功耗范围内运行的IIoT设备来说，它仍然是有利的。

更轻、更薄、更便宜

CAT6布线的优势也很显著。一个新的IIoT项目可能会预计安装相当数量的新电缆。不过，由于SPE只需要整体物理电缆的四分之一（一对而不是四对），因此成本可以大幅降低。SPE电缆的重量和直径也只有四分之一，可以更好地利用现有的管道空间，并降低重量支持要求。最后，SPE通常可以在现有的4对铜缆上运行，进一步降低安装成本。

网络拓扑标准化

业界对SPE感兴趣的一个关键原因是，它提供了在整个网络中实现网络协议标准化的机会。以前，以太网一直是绝大多数企业网络的事实标准，但在所谓的 “现场 ”层面却不是这样，在那里，各种BUS系统已经司空见惯。

传统上，其中一个原因是BUS系统只需要双对电缆，而不是老式的4对以太网，因此，当考虑到整个工业装置中的数千个传感器和执行器时，可以大大节省成本。这种标准化意味着目前需要的一系列网关将不再需要，以弥合以太网-BUS之间的差距，这让那些维护这种经常被说成是传统软件的人松了一口气。

标准化：安全风险

标准化确实为未来的SPE IIoT部署提出了一个新的考虑因素--安全。那些运行串行总线技术的传统工业自动化系统有效地将现场级设备与网络的其他部分隔离开来。切换到SPE意味着现场级设备将不得不接受与任何其他连接的企业硬件相同的审查，不可避免地需要不定期地进行OTA（空中）错误修复、协议更新等。

幸运的是，凭借SPE的带宽和功率传输，较新的符合SPE的设备不应该受到传统IIoT OTA两个障碍的技术限制。不过，任何传统设备可能都不是那么好对付的。纯以太网还有一个好处，就是避免了许多无线替代品的安全挑战，虽然主要是从本地拦截的角度。

断路连接器标准

采用SPE还有其他障碍，也就是大家熟悉的标准化形式。虽然SPE和IEEE 802.3cg以太网标准已经很成熟，但问题出现在连接器端，市场上已经有两种不同的连接器实现。两者都是基于标准的。SPE工业合作伙伴网络推广IEC 63171-6中定义的T1接口，而SPE系统联盟目前支持IEC 63171-2。未来的发展前景还很不明朗--是一种连接器被整个行业所接受，还是这两种连接器将继续共存，也许在特定的垂直领域，这些问题将在未来几个月内得到答案。

SPE工业合作伙伴网络成员包括Harting、TE Connectivity、Hirose、Amphenol ICC和Molex。同时，SPE系统联盟的支持者包括Phoenix Contact、Weidmüller和SICK。这两个集团的侧重点也各不相同，网络专注于工业应用，而联盟则以更广泛的视角看待各个领域，包括汽车和智能建筑。

SPE的光明前景

显然，SPE可以为IIoT部署，以及汽车和航空电子部门提供很多东西。虽然连接器的混乱可能会在短期内抑制采用，但长期的前景是光明的。展望日益互联的制造业和基础设施供应链的要求，很明显，在未来一段时间内，为IIoT设备提供强大连接和电源的统一以太网将是IIoT部署中一个非常有力的概念。
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