Czy SPE będzie nowym otwarciem w obszarze komunikacji przemysłowej?

Dzisiaj o innowacjach technologicznych często mówi się w kontekście globalnych megatrendów. W przemyśle są one związane z coraz większą cyfryzacją, rosnącymi potrzebami łączności i łatwości przesyłania danych - w idealnym przypadku od poziomu czujników aż do poziomu MES/ERP. Innym z trendów jest cyfryzacja w transporcie szynowym, gdzie coraz częściej wykorzystuje się urządzenia ethernetowe. Również branża motoryzacyjna sięga po Ethernet, zastępując CAN sieciami o znacznie większej przepustowości.

SPE ma stanowić istotny element tych zmian. Bazuje on na wykorzystaniu pojedynczej pary przewodów i zapewnia transmisję danych z prędkościami od 10 Mb/s do 1 Gb/s na odległości od kilkunastu aż do tysiąca metrów. Wykorzystanie pojedynczej skrętki przekłada się na łatwość instalacji, oszczędność miejsca i kosztów oraz niską wagę. W praktyce szczegóły techniczne są bardziej złożone, bowiem w ramach SPE istnieje kilka odrębnych standardów. Dwa z nich dotyczącą zastosowań motoryzacyjnych (IEEE 802.3bw/bp), trzecim jest sieć 10 Mb/s dla przemysłu (IEEE 802.3cg). Występuje ona w wariantach o zasięgu 15 metrów i 1 km, co ma pozwolić na stosowanie zarówno w maszynach, jak też rozległych instalacjach przemysłowych (szczegóły dotyczące standardów zawiera whitepaper na stronie: www.harting.com/PL/pl/single-pair-ethernet-infrastructure-for-IIoT).

Za rozwojem technologii i jej standaryzacją stoi grupa, którą tworzą: HARTING, TE, Hirose, Würth, LEONI, Murrelektronik oraz Softing IT Networks. Jako standard złącza sieci SPE przyjęto interfejs T1 opracowany przez HARTINGa. Firma ta rozwija zresztą całe portfolio złączy o różnej odporności mechanicznej i środowiskowej, włącznie z wersjami IP65/67 do najbardziej wymagających zastosowań. Dodatkowo w tym roku opublikowany został nowy standard IEC 63171-6, który dotyczy przemysłowych interfejsów Single Pair Ethernet. Otwiera to drogę do szerokiego rozwoju produktów na rynku, w czym powinna też pomóc utworzona rok temu sieć SPE Industrial Partner Network.

SPE jest z powodzeniem wykorzystywany w branży motoryzacyjnej, gdzie zapewnia benefity w postaci redukcji ciężaru instalacji i większej przepustowości sieci. Rewolucją może być jednak jego popularyzacja w fabrykach i przemyśle, gdzie długości okablowania liczone są w kilometrach. Jak na razie sieci bezprzewodowe się tam nie sprawdziły, zaś SPE może pomóc w zmniejszaniu kosztów tworzenia systemów przy jednoczesnym spełnianiu wymogów przemysłowych. Miniaturyzacja złączy otwiera też drogę do ich integracji w czujnikach, kamerach i tysiącach różnych urządzeń IIoT. SPE może tu zastąpić sporo infrastruktury fieldbus, włącznie z bramkami i konwerterami protokołów.

Czy przemysł zaakceptuje i zaadaptuje nowy standard? Czemu nie! Przecież jeszcze kilkanaście lat temu Ethernet był postrzegany jako technologia zupełnie niepasująca do naszej branży, podobnie było z komputerami z systemem Windows czy produktami COTS. Dzisiaj, w epoce czwartej rewolucji przemysłowej, gigantycznie wzrosły potrzeby transmisji i przetwarzania danych. Być może przebojem wejdzie tutaj 5G, jednak ciągle gros aplikacji polegało będzie na niezawodnych połączeniach kablowych. Uważam, że o SPE należy myśleć nie jako o "przewodzie z wtyczką", ale o całkowicie nowym podejściu do łączności w przemyśle. Może ono stać się superłącznikiem pomiędzy dołem piramidy systemów automatyki, a jej najwyższymi warstwami, zapewniając też urzeczywistnienie koncepcji przemysłowego Internetu rzeczy. Dodatkowo zapewni wyjście z łącznością w kierunku inteligentnych budynków, infrastruktury i nowych aplikacji z obszaru smart connectivity.

Na koniec pytanie bonusowe: czy nadchodzi koniec RJ-45/8P8C? Wiele standardów już odeszło w zapomnienie - choćby LPT, GPIB, niebawem pewnie też RS, który zostanie zastąpiony przez USB. "Wtyczkę ethernetową" znamy już od kilku dekad, doczekała się ona wersji wodo- i pyłoodpornych, o zwiększonej odporności mechanicznej i w wielu obudowach. W tym obszarze SPE będzie początkowo pełnił funkcję komplementarną do istniejącego standardu, a jego popularność będzie zwiększała się wraz z powstawaniem kolejnych generacji produktów. Dotyczyło to będzie szczególnie takich obszarów, gdzie wymagane będą miniaturowe, ale jednocześnie niezawodne i jakościowe interfejsy połączeniowe.

Zbigniew Piątek