Single Pair Ethernet | für IIot und Industrie 4.0
Single Pair Ethernet (SPE) bildet die Grundlage für die Infrastruktur, die das Industrial IoT (Industrial Internet of Things) bzw. Industrie 4.0 möglich macht. SPE Leitungen lassen sich platz- und kostensparend installieren. Sie ermöglichen die direkte Kommunikation von der Cloud bis in die Feldebene. Mit nur einem Adernpaar werden Daten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1 Gbit/s übertragen. Nachfolgend finden viel Wissenswertes und Neuheiten des neuen Industrial Ethernet Standards.
Single Pair Ethernet 2026 – Das Wichtigste in Kürze
Single Pair Ethernet (SPE) hat sich 2025 endgültig als Schlüsseltechnologie für die industrielle Kommunikation etabliert. Immer mehr Hersteller integrieren SPE in Sensorik, Aktorik und Feldgeräte, um Daten- und Energieübertragung über nur ein Adernpaar zu realisieren – kompakt, schnell und kosteneffizient.
Nach Einschätzung von Experten, darunter Weidmüller, hat SPE längst die Marktreife und breite industrielle Akzeptanz erreicht. Die hohe Resonanz auf Messen wie der SPS und der Hannover Messe bestätigt den klaren Trend: SPE ist auf dem Weg zum neuen Standard in der Feldverkabelung.
Aktuelle Marktanalysen zeigen, dass inzwischen über 70 % der industriellen Kommunikation auf Ethernet basiert, während klassische Feldbusse weiter an Bedeutung verlieren. SPE treibt diesen Wandel voran – als Grundlage für Industrie 4.0, IIoT und durchgängige IP-basierte Netzwerke bis in die Feldebene.
Einheitliches Steckgesicht – Profinet over SPE
19.11.2024 | Profibus & Profinet International präsentierte auf der SPS 2024 ein einheitliches Single Pair Ethernet (SPE) Steckverbinder-System für die industrielle Automatisierung. Dieser wichtige Meilenstein bringt die Miniaturisierung mit Hilfe von SPE einen entscheidenden Schritt voran.
Die internationale Standardisierung ist bereits eingeleitet und zahlreiche Hersteller planen eine zügige Umsetzung. Dieses System markiert einen wichtigen Schritt hin zu einer universellen Lösung für Single Pair Ethernet, die den Datenaustausch in industriellen Anwendungen zukunftssicher gestaltet.
Die Standardisierungs-Arbeiten beziehen sich zudem auf weitere Ebenen einer SPE-Kommunikation, wie einem Powerkonzept. Damit soll eine durchgängige SPE-Lösung über alle Schichten hinweg erreicht werden. Durch die Einbindung internationaler Standards ist diese Lösung flexibel und unabhängig von Profinet over SPE für sämtliche SPE-Applikationen einsetzbar – auch bei steigenden Datenraten.
Endress+Hauser tritt SPE System Alliance bei
06.05.2024 | Endress+Hauser engagiert sich aktiv für die Förderung der Digitalisierung ihrer Kunden. Durch den Beitritt zur Single Pair Ethernet System Alliance unterstreicht das Unternehmen sein Vertrauen in die Zusammenarbeit mit anderen Mitgliedern, die gemeinsam daran arbeiten, die Zukunft der Automatisierungstechnik zu gestalten.
Kunden können von der Interoperabilität profitieren, die das breite Angebot der Mitglieder der SPE System Alliance bietet. Mit fast 75 Mitgliedern stellt dieses Netzwerk das größte Ökosystem von Single Pair Ethernet-Produkten dar und bietet Kunden eine umfangreiche Auswahl. Die Beteiligung von Endress+Hauser an dieser Allianz eröffnet neue Möglichkeiten für den Austausch von Know-how und Erfahrungen, um maßgeschneiderte Lösungen anzubieten.
Endress+Hauser arbeitet bereits aktiv an der Entwicklung eines Portfolios von Feldgeräten mit SPE. Das Ziel ist es, einen einheitlichen Ansatz zu schaffen, vergleichbar mit den Ethernet-APL-Geräten des Herstellers. Der Vergleich mit Ethernet-APL, einer anderen industriellen Ethernet-Technologie, verdeutlicht die Bedeutung eines einheitlichen Anbindungs- und Zertifizierungskonzepts, unabhängig davon, ob es sich um nicht explosionsgefährdete oder explosionsgefährdete Bereiche handelt. Auf diese Weise können Kunden aus verschiedenen Branchen flexibel von den Vorteilen eines leistungsstarken Datenautobahnsystems profitieren.
Großes Feedback für Single Pair Ethernet
23.08.2023 | Simon Seereiner, Head of Product Management IE & SAI bei Weidmüller, kommentiert den Single Pair-Ethernet Trend aus eigener Erfahrung: „Im vergangenen Jahr haben uns viele der großen Sensorikhersteller auf den Messen angesprochen und nach Single Pair Ethernet gefragt. Die Sensoren werden immer komplexer, aber der Platz bleibt knapp.
Da ist ein System, das einen Sensor mit nur einem Kabel gleichzeitig mit Energie und mit Ethernetdaten versorgen kann, höchst attraktiv. Ein großes Feedback kam auch von Anlagenherstellern aus der Prozess- und Gebäudeindustrie sowie aus den Bereichen Factory und Maschinenbau. Alle wollen jetzt endlich Single Pair Ethernet einsetzen.“
Komplettes SPE Portfolio aus einer Hand
Weidmüller bietet das komplette Single Pair-Ethernet Portfolio in IP20 und IP67 für alle Verbindungsaufgaben im Feld. Es reicht von feldkonfektionierbaren Steckverbindern für die Vor-Ort-Montage über fertige Patchkabel bin hin zur gesamten Geräte-Aschlusstechnik.
Die Steckverbinder haben das derzeit kleinste Steckgesicht gemäß IEC 63171 am Markt. Das Volumen beträgt nur 20 % einer RJ45-Buchse. Die Komponenten sind in standardisierte M8-Gehäuse und M8-Steckverbinder integrierbar, wie bei IO-Link oder Profinet. Volle Kompatibilität zwischen IEC 63171-2 (IP20) und IEC 63171-5 (IP67) ist gegeben. Ein IP20-Stecker kann somit als Servicestecker für IP67 verwendet werden.
Weltweit erste SPE-Produktdatenbank ist online
17.02.2023 | Der Markt für Single Pair Ethernet Netzwerktechnik wächst stetig. SPE Industrial Partner Network möchte Anwendern eine Übersicht über alle aktuell zur Verfügung stehenden Komponenten geben. Dafür hat die System Alliance die weltweit erste Datenbank für Single Pair Ethernet Produkte aufgelegt.
Aus hunderten gelisteter Produkte können sich Konstrukteure und Entwicklungsingeniere auswählen, was sie für die Entwicklung von Prototypen oder Serieneinsatz benötigen. Die Adresse ist: http://product.single-pair-ethernet.com
IEC 63171-7 Standard für hybride SPE + Power M12 Schnittstellen
09.06.2022 | Das SPE Industrial Partner Network treibt einen neuen internationalen Standard für hybride M12 Single Pair Ethernet + Power Schnittstellen voran. Die 2021 von TE Connectivity Norm initiiierte Norm IEC 63171-7 ist die logische Weiterentwicklung der hybriden M8 SPE+Power Interfaces. Führende Mitglieder des Netzwerks hatten diese 2020 als Standard IEC 63171-6 Industrial Style veröffentlicht.
Viele Industriekunden verfolgen die Strategie ein Gerät – eine Schnittstelle für künftige miniaturisierte Geräte Generationen. Daher gilt die hybride SPE-Konnektivität als Schlüssel auf dem Weg zur nahtlosen Sensor to Cloud Ethernet Kommunikation und Spannungsversorgung. Die Single Pair Ethernet Netzwerk Mitglieder haben die hybride M12-Schnittstelle mit verschiedenen Optionen für SPE- und Powerversorgungskontakte vorangetrieben, um Kunden in der ein Gerät – eine Schnittstelle Strategie zu unterstützen.
„Wir freuen uns, dass immer mehr Unternehmen auf dem Markt Lösungen für Single Pair-Ethernet anbieten, die auf unseren Entwicklungen basieren. Das zeigt die Akzeptanz unserer Lösung und den Bedarf nach einer einheitlichen Lösung für alle industriellen Anwendungsgebiete aus einer Hand.“, kommentiert Frank Welzel, Vorstandsvorsitzender des Netzwerks.
Entwicklungskooperation für hybride SPE Kabelassemblies
17.05.2022 | Phoenix Contact und TE Connectivity (TE) werden zusammen neue hybride Single Pair Ethernet M12 Verbindungslösungen entwickeln. Die M12 Steckverbinder entsprechen dem spezifizierten Hybridformat nach Standard 63171-7 der International Electrotechnical Commission (IEC). Dieser wurde Anfang 2021 auf Vorschlag von TE in der Normungskommission initiiert.
Die Vereinbarung verbindet die Konnektivität-Expertise und -Kompetenz der Kooperationsparnter. Sie möchten damit die Marktdurchdringung der Single Pair Ethernet Technologie in der Industrie vorantreiben.
Die Norm IEC 63171-7 spezifiziert hybride Schnittstellen mit SPE- und Powerkontakten im M12 Format. Der Single Pair Ethernet Standard beschreibt 7 Kodierungen für verschiedenste Anwendungen mit Leistungsklassen von 8 bis 16 A und von 50 V bis 600 V. Bisherige Konzepte mit (PoDL) Power over Data Line sind auf 50 W am Gerät begrenzt. Die Einsatzmöglichkeiten für SPE M12 Hybridsteckverbinder umfassen hingegen auch leistungsstarke Robotiksystemse, IIoT Geräte, Servo und Drehstrom Antriebstechnik. Der universelle Single Pair-Ethernet Standard bringt die Industrie dabei einen wichtigen Schritt weiter. Er bringt das Ethernet an den Rand des industriellen Netzwerks und ermöglicht so die Umsetzung einer intelligenten Fertigung.
SPE-M12-Hybridsteckverbinder
„Die Entwicklungspartnerschaft mit TE bildet die Grundlage für die erfolgreiche Entwicklung und weltweite Vermarktung SPE-M12-Hybridsteckverbinder. Die neuen Steckverbinder nach -7 Standard versorgen Geräte kosten- und platzsparend mit nur einem Ethernet Kabel und einer Schnittstelle für Daten und Power. Damit erreichen wir den nächsten Meilenstein für eine erfolgreiche Etablierung von Single Pair Ethernet in der Feldebene”, sagt Torsten Janwlecke, Mitglied der Geschäftsführung von Phoenix Contact und Präsident des Geschäftsbereichs Device Connectors.
Die Entwicklungsaktivitäten fokussieren sich im ersten Schritt auf die Kodierung 2 (2 x 8 A / 50 V AC). Erste Serienprodukte sollen Anfang 2023 vorgestellt werden.
Chronologie & Archiv
Die nachfolgenden Berichte dokumentieren den technologischen Fortschritt und die Entwicklungen der vergangenen Jahre (ab 2018).
21.04.2022 | Im März diesen Jahres erschien die neue Ausgabe des Installationsstandards IEC 61918:2018/AMD1:2022 Amendment 1 – „Industrial communication networks – Installation of communication networks in industrial premises“. Diese Norm beschreibt den Aufbau von Kommunikation-Netzwerken in der Industrie. In der neuen Version werden wichtige Eckpunkte zu Verkabelungsstrukturen auf Basis der Single Pair Ethernet-Standards (SPE) berücksichtigt. Damit ist sie eine wichtige Basis für Anwender, die ihre Produktion ins Industrial Internet of Things (IIoT) bringen wollen.
Die Norm ist der Installationsstandard für Kommunikationsnetzwerke in industriellen Maschinen, Anlagen und Automatisierungsinseln. Die Infrastruktur von Verkabelungen und die dazu nötigen Komponenten wie Kabel und Steckverbinder werden für alle Profile der Automatisierung klar definiert. Es werden Verkabelungen mittels symmetrischen Kupferkabeln, Glasfaserkabel und für Wireless Medien betrachtet.
Das neue Amendment zur IEC-61918 adressiert die neuen einpaarigen Verkabelungsstrukturen für Single Pair Ethernet sowie die dazugehörige Fernspeisung PoDL (Power over Data Line). Das schließt die Lücke zwischen klassischer IT-Infrastruktur, Industrie, IoT/IIoT. Das SPE ermöglicht zum ersten Mal die durchgängige Anwendung von TCP/IP basierten Automatisierungsprotokollen selbst für große Entfernungen. solche gibt es in der Prozessautomatisierung oder bei der einfachen Anbindung von Aktoren und Sensoren bis in die industrielle Feldebene. Höhere Datenrate, Leistungsübertragung und Reichweiten als mit klassischen Feldbussen möglich ebnen den Weg für Industrie 4.0 und das IIoT.
Klare Vorgaben für die Kabel Infrastruktur
Damit erhalten die Anwender konsistent mit der ISO/IEC 11801-3 (Industriegebäude) klare Vorgaben für die Komponenten der Infrastruktur. Der Anhang 1 (AMD1) referenziert auf die Kabelstandards für einpaarige Datenkabel nach IEC-61156-11/12/13/14 und den Standard für die einpaarigen Datensteckverbinder nach IEC-63171-6. Das schafft eine stabile Basis für die Auswahl der geeigneten Schnittstellen und Kabel sowie die Implementierung der SPE Technologie in der Automatisierung.
Die neue Norm definiert klar und eindeutig, wie und mit welchen Bauteilen eine Sensor to cloud Dateninfrastruktur in der Industrie auszusehen hat, um die Kompatibilität zu angrenzenden Netzwerken und angebundenen Geräten sicherzustellen. Das Handwerkszeug zur Umsetzung von IIoT steht nun bereit. Geräteanbieter können jetzt mit international abgestimmten Standards in die Entwicklung und Produktion von SPE Geräten starten – und zwar bei hoher Investitionssicherheit und ganz egal ob Profinet, Ethercat oder andere Industrial Ethernet Protokolle genutzt werden.
12.02.2020 | Anwender von Single Pair Ethernet (SPE) erlangen endlich Investitionssicherheit. Wie Harting gestern verkündet hat, veröffentlichte das IEC-Normengremium SC 48B für Verbindungstechnik am 23. Januar die IEC-63171-6 als internationale Norm für Single Pair Ethernet SPE Schnittstellen in industriellen Anwendungen.
Damit wurde die Standardschnittstelle für industrielle SPE Applikationen manifestiert. Das SPE Industrial Partner Network steht geschlossen hinter der neuen Norm, die ab sofort frei verfügbar ist. Herausgeber ist das IEC Komitee SC 48B Kupfersteckverbinder. Die Norm für das Steckgesicht IEC-63171-6 T1 Industrial Style ist die erste Norm, die Harting schon 2016 für ein Single Pair Ethernet Steckgesicht bei SC 48B eingereicht hatte.
Fortan genügt also nur ein Adernpaar für die Übertragung von Datenströmen. „Diese frühe Initiative zahlt sich nun aus. Für 2020 haben Anwender endlich für zukunftsfähige Industrial Internet of things (IIoT) Netzwerke auf der SPE Basis eine verlässliche Investitionsgrundlage“, freut sich Ralf Klein, Geschäftsführer von Harting Electronics.
Internationale Norm für Single Pair Ethernet
Die IEC-63171-6 Industrial Style ist ein vollständiges Normendokument mit allen notwendigen Prüfsequenzen und Spezifikationen. Die Norm fließt in aktuelle SPE Standards für Verkabelung der Normenreihe für strukturierte Verkabelung ISO/IEC 11801-x ein. Ausschließlich in dieser Norm werden die Verkabelungskanäle mit ihren notwendigen Parametern wie Verbindungsanzahl, Länge, Bandbreite und das komplette Set an technischen Parametern zur Übertragung mit Next, Fext, Schirmungseigenschaften usw. mit Relation zur Umgebung – Mice beschrieben.
Deshalb ist die Implementierung von SPE in die ISO/IEC 11801 Dokumente auch so wichtig. Zudem sind die Kabel Kanäle nach Installation messtechnisch überprüfbar. Die Verbindung von Komponenten Standards zu Kabel und Steckverbinder gibt den Installateuren klare Richtlinien für den Single Pair Ethernet Aufbau und zur Überprüfung von entsprechenden Strecken der Übertragung.
Steckgesicht für Verkabelung setzt sich durch
Der Einsatz anderer Verkabelungskomponenten als beispielsweise in der ISO/IEC 11801-3 Amd.1 ist zwar grundsätzlich möglich, allerdings wäre er dann nicht mehr normkonform. Zudem birgt er das Risiko von Funktionseinbußen und Inkompatibilitäten. Deshalb haben die ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 und TIA TR-42 Anfang 2018 internationale Auswahlprozesse zur Festlegung einheitlicher Schnittstellen begonnen.
Die zwei Auswahlprozesse wurden von der IEEE-802.3 mit initiiert. Denn von dort wurde eine Empfehlung für ein Single Pair Ethernet Media Depended Interface (MDI) von ISO/IEC und TIA erbeten. Mehr als 20 nationale Expertengremien haben sich an dem Auswahlprozess beteiligt. Als Resultat dieser Wahl setzte sich für Industrie und industrienahe Anwendungen (M2I2C2E2 und M3I3C3E3) das Steckgesicht nach IEC-63171-6 durch. Dieses Steckgesicht basiert auf dem Vorschlag von Harting T1 Industrial.
Globale Einigkeit für SPE
Der Auswahlprozess bei TIA TR-42 hat die Ergebnisse von ISO/IEC bestätigt. Es besteht also global große Einigkeit über die SPE Schnittstelle. Die gewählten Steckgesichter werden nun in die internationalen Verkabelungsnormen eingearbeitet. Auch IEEE 802.3 hat dieses SPE Interface in die IEEE 802.3cg als empfohlenes Media Dependent Interface (MDI) festgelegt.
Mit der IEC 63171-6 ist nun der letzte Baustein für eine durchgängig genormte Single Pair Ethernet Infrastruktur gesetzt. Konsequente Standardisierung zahlt sich also aus. IEEE 802.3cg, IEC 63171-6, ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 und TIA TR-42 stehen geschlossen für den T1 Industrial Style als industrielle SPE Schnittstelle.
17 namhafte Technologieführern haben sich im 2019 gegründeten SPE Industrial Partner Network für die Durchsetzung und Anwendung des Standards zusammengeschlossen. Das Netzwerk steht geschlossen hinter der neuen Norm IEC 63171-6. Es bietet dem entstehenden Single Pair Ethernet Anwenderkreis eine breite Investitionsgrundlage für IIoT Netzwerke auf SPE Basis.
14.11.2019 |Steckverbinder Spezialist Harting, TE Connectivity, Hirose, Würth Elektronik, Leoni, Murrelektronik und Softing IT Networks gründen auf der SPS mit SPE Industrial Partner Network ein offenes Partner-Netzwerk für Unternehmen, die Single Pair Ethernetaktiv für den schnell wachsenden IIoT-Markt vorantreiben. Die auf der Hannover Messe 2019 vorgestellte SPE-Kooperation wird dadurch deutlich erweitert.
SPE als Grundlage für die Infrastruktur
Single Pair Ethernet ist die Infrastrukturgrundlage, die das IIoT und Industrie 4.0 möglich machen. Die starke Partnerschaft aus Technologieführern spricht sich geschlossen für die von der ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 und TIA42 in 2018 festgelegte Schnittstelle T1 Industrial nach IEC 63171-6 als einheitliches Media Depended Interface (MDI) aus.
Für die zuverlässige Etablierung des gesamten zukünftigen Single Pair Ethernet Ecosystems werden auch Standards für Protokolle zur Übertragung, Verkabelung und Gerätekomponenten gemeinsam unterstützt. Daher stehen alle Mitglieder des Partnerprogramms sowie die ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 in engem Austausch und intensiver Zusammenarbeit mit IEEE 802.3 und IEC SC46C für einheitliche Übertragung Standards und Kupferdatenkabel.
Für zukünftige Anwender ist diese Organisation damit erster Ansprechpartner in allen Fragen und Belangen um den Aufbau von SPE Netzwerken und Geräten. Über die Informationskanäle werden Nutzer stets mit News und Informationen zur Single Pair Ethernet Technologie versorgt. Damit gibt das Partnernetzwerk Transparenz und klare Empfehlungen für den Aufbau zukünftiger IIoT Anwendungen und ist gleichzeitig zentrale Informations- und Austauschplattform für Interessenten.
15.04.2019 | Die Harting Technologiegruppe kooperiert mit TE Connectivity (TE), einem weltweit führenden Unternehmen in den Bereichen Konnektivität und Sensorik. Gemeinsam wollen beide Partnerunternehmen Single Pair Ethernet (SPE) als De-facto-Infrastrukturlösung für das industrielle Internet der Dinge (IIoT) voranbringen. Die beiden Unternehmen wollen Lösungen für die SPE-Infrastruktur entwickeln.
In IEEE 802.3 gibt es mehrere SPE Standards, die die kabelgebundene Ethernet-Technologie für LANs und WANs abdecken. Der neueste 802.3cg 10Base-T1 für Entfernungen von bis zu 1 km wird 2019 veröffentlicht. SPE ermöglicht ein offenes, skalierbares Ethernet-basiertes Netzwerk innerhalb eines Automatisierungssystems. Dies reduziert die Komplexität und die Kosten erheblich und ermöglicht das Überschreiten der bestehenden Grenzen.
Harting und TE Connectivity laden weitere Unternehmen dazu ein, dieser Partnerschaft beizutreten, um Single Pair Ethernet als Infrastrukturlösung für den schnell wachsenden IIoT Markt voranzutreiben. „Single Pair Ethernet ist die Technologie, die den zukünftigen Erfolg des IIoT maßgeblich voranbringen wird“, sagt Eric Leijtens, Global Product Manager Industrial Communication bei TE Connectivity. „Mit dem neuen Verbindungsstandard IEC 63171-6 haben wir eine hervorragende Gelegenheit, das Potenzial des Industrial Internet of Things voll auszuschöpfen“, sagt Frank Welzel, Director Global Product Management, Harting Electronics.
28.03.2019 | Die Unternehmen Phoenix Contact, Weidmüller Interface, Reichle + Massari (R+M), Belden sowie Fluke Networks kündigen eine Technologiepartnerschaft für das Single Pair Ethernet (SPE) an. Die Unternehmen entwickeln und unterstützen die gemeinsam in die Normierung eingebrachten Single Pair Ethernet Technologie Steckgesichter der IEC 63171-2 (Büroumgebung) und IEC 63171-5 (Industrieumgebung).
Die Normen definieren IP20- und IP65/67-Steckgesichter für die ein- und vierpaarige Datenübertragung in Single-Pair-Ethernet-Anwendungen. Um eine aufeinander abgestimmte Infrastruktur für Geräte, Steckverbinder, Kabel und Messtechnik zu gewährleisten, bündeln die Unternehmen ihr Technologie-Know-how.
Übertragungsstrecken von bis zu 1000 m
Die Datenverkabelung mit nur einem Aderpaar ermöglicht Übertragungsstrecken von bis zu 1000 m bei Übertragungsraten von 10 mbit/s bis zu 1 Gbit/s. Damit eignet sich Single Pair Ethernet insbesondere für Infrastrukturanwendungen im Maschinen- und Anlagenbau, der Prozesstechnik, aber auch für die Gebäudeinfrastruktur. Der große Vorteil: SPE ist umgebungsneutral. Feldgeräte, Sensor-, Aktortechnik können einfach in die bestehende Ethernet-Umgebung der Unternehmensebene eingebunden werden. Zusätzliche Gateways und Schnittstellen entfallen.
Die Entwicklung des Single Pair Ethernets hat ihren Ursprung in der Automobilbranche. Dort ist der Trend zur Entwicklung kleinerer und leistungsfähigerer Geräte deutlich zu spüren. Zukunftsweisende Technologien wie das autonome Fahren erfordern eine Verbindungstechnik wie die Single Pair Ethernet Technologie, die die Übertragung größerer Datenraten auf geringem Bauraum ermöglicht. Von diesem Ansatz können auch andere Industrien profitieren.
14.01.2019 | IP-basierte Ethernet-Kommunikation sowie Daten und Power über immer kleinere Kabel und Steckverbinder ans Gerät zu bringen, sind wesentliche Herausforderungen der Integrated Industry. Alle relevanten Standardisierungsgremien haben sich jetzt für das Harting Design eines Single Pair Ethernet (SPE) Steckgesichts entschieden. Für das Protokoll ist das die IEEE802.3 und für die Verkabelung ISO/IEC JTC 1/SC 25 bzw. TIA 42.
Voraussetzung für den großflächigen Einsatz und somit für die erfolgreiche Vermarktung der SPE Technologie ist die durchgängige Kompatibilität von Geräten, Kabeln und Steckverbindern. Das wird über die internationale Standardisierung sichergestellt (ISO/IEC und IEEE 802.3). Für die Verkabelung und die Auswahl normierter SPE Steckgesichter gab es Anfang 2018 einen über ISO/IEC international aufgesetzten Auswahlprozess. Im Sommer 2018 wurde ein ähnlicher Prozess von TIA initiiert und im November 2018 hat schließlich auch die IEEE entschieden. Alle drei gewichtigen Gremien kamen zu dem gleichen Ergebnis:
Entscheidung für Steckgesicher in Gebäude und Industrie
Für die Gebäudeverkabelung wird das Steckgesicht nach IEC 63171-1 normiert: Es basiert auf dem Vorschlag der Firma Commscope und ist unter dem Synonym Variante 1 (LC style) für M1I1C1E1 Umgebungen bekannt
Für die Industrie und industrienahe Anwendungen wird das Steckgesicht nach IEC 61076-3-125 normiert: Dieses basiert auf dem Vorschlag von Harting, ist speziell für den Einsatz in bis zu M3I3C3E3 Umgebungsbedingungen konzipiert und als Variante 2 (industrial style) bekannt. Dieses SPE-Konzept kann sowohl 1 GBit/s für kürzere Strecken als auch 10 Mbit/s für die weiten Distanzen (1000 m und mehr) mit einem untereinander steckkompatiblen Steckgesicht realisieren und ist von IP20 bis hin zu IP65/67 Ausführungen verfügbar.
Die Entwicklung, hin zu immer kleineren und leistungsfähigeren Geräten hält Einzug in der Automatisierung. Trotz höherer Datenraten und der parallelen Übertragung von Power (Fernspeisung) müssen Komponenten für die Verkabelung kleiner und leichter werden. Die SPE-Technologie ermöglicht jetzt auf Basis von Übertragungsstandards nach IEEE 802.3bp bzw. 802.3cg die Datenübertragung per Ethernet über nur eine Doppelader und auch eine gleichzeitige Spannungsversorgung von Endgeräten via PoDL – Power over Data Line.
Bisher waren dafür zwei Doppeladern für Fast Ethernet (100MB) bzw. vier Doppeladern für Gigabit Ethernet notwendig. Die Vorteile von SPE möchte man auch in der Industrieautomatisierung nutzen. Hier erlaubt SPE die barrierefreie Anbindung von Geräten und Sensor-/Aktortechnik mittels durchgängiger IP-basierter Kommunikation bis in die Feldebene. Die Ausrüstung von einfachen Sensoren, Kameras oder Lese- und Identifizierungsgeräten mit Ethernet-Schnittstellen, unterstützt die Umsetzung von Integrated Industry und IIoT.
Dazu liefert SPE den entscheidenden Unterschied zu Bussystemen oder Strom-Interfaces, wie sie heute noch in der Feldebene vorzufinden sind. So wird die Feldebene smart und die durchgängige Ethernet-Kommunikation reduziert den Aufwand bei Parametrierung, Initialisierung und Programmierung. Gleichzeitig können alle Elemente im Automatisierungsnetz remote eingerichtet, beobachtet und gesteuert werden. Aufbau, Betrieb und Wartung von Anlagen werden effizienter und kostengünstiger.
Viele angeschlossene Endgeräte, Switche, Sensoren und andere Verbraucher benötigen keine zusätzlich installierten Netzteile oder Akkus. Das erhöht die Betriebssicherheit und schont die Umwelt.
29.08.2018 | Harting treibt die Entwicklung bei der Standardisierung der neuen Technologie Single Pair Ethernet (SPE) voran. Nun haben sich internationale Standardisierungsgremien in einem mehrstufigen Auswahlprozess für ein SPE Steckgesicht der Technologiegruppe entschieden. „Diese Entscheidung freut uns. Damit haben auch die Entwickler von neuen Geräten oder von Sensor/Aktor-Technik Planungssicherheit“, sagt Ralf Klein, Geschäftsführer Harting Electronics.
Single Pair Ethernet ist eine neue Ethernet-Technologie, die nur noch ein Adernpaar (anstelle von vier Paaren) zur Übertragung von Daten und Power benötigt. Diese aus der Automobilindustrie getriebene Technik gewinnt zunehmend auch in der Automatisierungstechnik an Bedeutung und wird dort gezielt weiterentwickelt. Aufgrund ihrer Einfachheit und der damit verbundenen Reduzierung von Gewicht, Platzbedarf und Installationsaufwand wird dieser Technik eine große Zukunft in der Industrie, in der Automatisierung und unter anderem in der Bahnbranche, vorausgesagt.
Mit SPE ist es jetzt auch möglich die Digitalisierung, d. h. durchgängige IP-basierte Kommunikation in die Feldebene zu tragen. Die Ausrüstung von einfachen Sensoren oder Kameras, Lese- und Identifizierungsgeräten und ähnlichem mit Ethernet-Schnittstellen unterstützt die Umsetzung von Integrated Industry und IIoT.
Durchgängige Kompatibilität ist wichtig
Voraussetzung für den großflächigen Einsatz und somit für die erfolgreiche Vermarktung der SPE Technologie ist die durchgängige Kompatibilität von Geräten, Kabeln und Steckverbindern. Das wird über die internationale Standardisierung sichergestellt (ISO/IEC und IEEE). Für die Verkabelung und die Auswahl normierter SPE Steckgesichter gab es seit Anfang des Jahres einen über ISO/IEC international aufgesetzten Auswahlprozess, an dem sich über 20 nationale Expertengremien beteiligten. Im Ergebnis dieser Wahl haben sich zwei Steckgesichter durchgesetzt:
Für die Gebäudeverkabelung ist es das Steckgesicht nach IEC 63171-1, welches auf dem Vorschlag der Firma Commscope basiert. Für die Industrie und industrienahe Anwendungen ist es das Steckgesicht nach IEC 61076-3-125, welches auf dem Vorschlag von Harting basiert. Auf Basis dieses Steckgesichts bereitet das Unternehmen ein umfassendes Produktportfolio für die Industrie vor. Die Technologie war in den vergangenen zwei Jahren in enger Abstimmung mit Kunden vorangetrieben worden. Erstmals wurde sie auf der SPS 2016 in Nürnberg vorgestellt.
Produkte für die SPE-Technologie
Quellenangabe: Dieser Beitrag basiert auf Informationen folgender Unternehmen: Belden, Endress+Hauser, Harting, Igus, Jumo, Lemo, Leoni, Murr Electronic, Phoenix Contact, TE, Weidmüller, Yamaichi.
