DER KONSTRUKTEUR 07-08/2023

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ELEKTROTECHNIK / INDUSTRIEELEKTRONIK PRODUKTE UND ANWENDUNGEN MIT SINGLE PAIR ETHERNET ZUR DIGITALEN TRANSFORMATION Die Welt verändert sich, besonders in den Sektoren Energie, Industrie und Gebäudetechnik. Dabei spielt die Digitalisierung eine entscheidende Rolle. Zwei essenzielle Aspekte zeichnen diese digitale Transformation aus: digitales Erfassen und Verarbeiten von elektrischen Daten sowie ihre effiziente Kommunikation. Single Pair Ethernet ist eine entscheidende Schlüsseltechnologie für zukunftsfähige Systeme. Dipl.-Ing. Verena Neuhaus, Product Management Data Connectors, Business Unit Field Device Connectors, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg 16 DER KONSTRUKTEUR 2023/07-08 www.derkonstrukteur.de
ELEKTROTECHNIK / INDUSTRIEELEKTRONIK Ethernet-Lösungen, so wie sie bislang in unterschiedlichen Industrien genutzt werden, erfordern traditionell zwei beziehungsweise bei Gigabit-Ethernet und höheren Datenübertragungsraten sogar vier Adernpaare. Ein Adernpaar reicht dagegen Single Pair Ethernet, um Daten und Leistung zu übertragen. Die möglichen Übertragungsraten reichen dabei von 10 MBit/s bei einer maximalen Übertragungslänge von 1.000 m bis hin zu 1 GBit/s bei einer maximalen Übertragungslänge von 40 m. Damit sind sogar anspruchsvolle Aufgaben beim Einsatz von vernetzter Sensorik mit Scannern oder Kameras realisierbar. Viele Anwendungsfälle, die bislang aufgrund der erforderlichen Datenraten, Reichweiten und nahtloser Kommunikation an die Grenzen der technischen beziehungsweise wirtschaftlichen Umsetzbarkeit stießen, können nun dank SPE Realität werden. ÜBERTRAGUNGEN BIS ZU 1000 M Sollten bislang Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zum Beispiel in der Industrie bei Fließ- und Förderbändern mit Distanzen größer als 100 m realisiert werden, kamen herkömmliche Standard- Ethernet-Lösungen an ihre Grenzen. Mit Repeatern oder Switches, die eingesetzt wurden, um die limitierte Reichweite zu erweitern, holte man sich aber potenzielle Fehlerquellen ins System und erhöhte den Wartungsbedarf. Steigt die Zahl der Schnittstellen, so steigt die Anfälligkeit für Störungen. Mit der SPE-Technologie können hingegen Entfernungen bis zu 1000 m bei einer Übertragungsgeschwindigkeit von 10 MBit/s MIT SINGLE PAIR ETHERNET KÖNNEN KOMPLEXE NETZWERKTOPOLOGIEN REALISIERT WERDEN Moderne Systeme wie das Internet of Things (IoT) oder auch das industrielle Pendant IIoT wachsen stetig. Dieses Wachstum ist durch das Streben nach mehr Leistungsfähigkeit, vernetzten Anwendungen und optimierter Effizienz geprägt. Kommunikation inklusive der zugehörigen technischen Infrastruktur kommt dabei eine entscheidende Bedeutung zu. Mit dem Ethernet etablierte sich bereits seit Jahrzehnten eine Technik für die Verbindung von Datennetzen und die Anbindung von Geräten. Doch mit Single Pair Ethernet (SPE) wurde eine Technik entwickelt, die für die Anforderungen heutiger Einsatzgebiete optimiert ist. Die Eigenschaften von SPE bieten dabei einen echten Mehrwert für moderne Kommunikationsinfrastrukturen. Phoenix Contact hält dazu mit seinem umfassenden Produktportfolio im Bereich SPE die technischen Lösungen und branchenübergreifende Expertise bereit. ETHERNET VS. SINGLE PAIR ETHERNET realisiert werden – und das ohne Einsatz zusätzlicher Geräte. Optional können die verbundenen Geräte bei SPE zudem die Power over Data Line (PoDL)-Technologie nutzen. Spezifische Feldbustechnologien, wie sie aktuell noch eingesetzt werden, können so künftig durch leistungsstarke SPE-Lösungen mit Datenraten bis 10 MBit/s ersetzt werden. Single Pair Ethernet eignet sich dabei auch, um komplexe Netzwerktopologien zu realisieren. Über SPE lassen sich Verbindungen zu unterschiedlichen Systemen aufbauen und mit einheitlichen Ethernet-Diensten betreiben. Dank der Übertragungsgeschwindigkeiten von 10 MBit/s bis zu 1 GBit/s können mit SPE unterschiedliche Anwendungen realisiert werden. Aktuell werden in den IEEE 802.3-Konsortien SPE- Standards mit erweiterten Leistungsrahmen diskutiert. So könnten auch höhere Datenraten mit 10 GBit/s und mehr für kurze Distanzen (
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