Single Pair Ethernet ve ASi-5 – Hangi teknoloji ne zaman ve nerede anlamlıdır?

Single Pair Ethernet Nedir?

Single Pair Ethernet (SPE) ile veriler Ethernet üzerinden sadece bir adet bükülmüş tel çift ile aktarılmakta. Şu anda 10Mb/s’den 1GBit/s’e kadar aktarma oranları mümkündür. Buna karşılık şu ana kadar endüstriyel uygulamalarda da kullanılan Ethernet – teknolojisi için iki veya dört adet kablo çiftleri gerekmekte. Single Pair Ethernet`in çift telli tasarımı ile kablolama ağırlığı geleneksel Ethernet kablosu kategorileri ile kıyasla azalmakta. Böylece ağırlık neredeyse yarı yarıya düşmekte.

Single Pair Ethernet ile ayrıca enerji transferin standardizasyonu sağlanmakta. Power over Dataline (PoDL) üzerinden güç aktarımı ile enerji ve veriler, güncel olan Ethernet üzerinden güç standardıyla uyumlu olmayan 50 W’a kadar çıkış ile bir kablo üzerinden gönderilmekte.

Single Pair Ethernet – teknolojisine geçiş sebebi otomobil endüstrisine dayanmaktadır. Çünkü günümüzde kablolama araç ağırlığının önemsiz olmayan bir kısmını oluşturmakta. Endüstride Ethernet ve Single Pair Ethernet veya ASi ile kontrol seviyesi ile alan seviyesi arasındaki boşluk, yani sensör-/aktüatör-bağlantıları kapatılmakta. Bu yüzden SPE kabloları ve konnektörleri şimdiye kadar kullanılan endüstriyel Ethernet-çözümlerine göre oldukça daha küçük, hafif ve kurulumu daha kolay. Ayrıca ASi’de konnektörlere hiç ihtiyaç duyulmamakta.

İçindekiler

ASi-5 ile Konnektörlere İhtiyaç Yok

En güncel ASi nesli ile günümüzde birçok geleneksel Ethernet-bağlantıları alanda kolaylıkla ve düşük maliyetle kullanılabilmekte. Düşük maliyetlerin yanı sıra ASi’nin sunduğu en büyük avantaj ise, iğneleme teknolojisi sayesinde önden monte edilmiş kablo ve fişlere ihtiyaç duyulmamasıdır.

Asi-5 ayrıca endüstri 4.0’ün taleplerine karşılık gelebilmesi için tamamen yeni tasarlanmış bir sistemdir. Yüksek veri genişliği ile kısa devir süreleri sayesinde – otomasyonda birçok Ethernet-bazlı çözümler için oldukça yeterli olan – AS-Arayüzü ile bugüne kadar gerçekleştirilemeyen birçok şey mümkün kılınmaktadır.

Bu nedenle günümüzde ASi-5 ile düşük maliyetle ve kolaylıkla geleneksel Ethernet-bağlantıları kullanılabilmektedir. Bunun için size çeşitli çözümler ve aşağıdaki için üç örneği sunmaktayız:

SEW MOVIMOT® (BWU4068) için ASi-5 motor modülümüz ile üreticinin sunduğu ve isteğe bağlı satın alınabilen PROFINET–arayüzü ile aynı olan bir veri görüntüsüne erişebiliyorsunuz.
Interroll EC5000 AI (BWU4246, BWU4212) için ASi-5 motor modüllerimiz ile üreticinin sunduğu Ethernet–bazlı rol denetleyicinin kontrol verilerin aynısına erişebiliyorsunuz.
ASi-5 IO-Link masterlerimiz (örn. BWU4067, BWU3819) ile – IO-Link’in tam kapsamı ile – orta düzeyde bir uygulama ile 50 IO-Link cihazını (karşılaştırılabilen Ethernet-çözümlerine kıyasla) % 40 orana kadar azaltabilirsiniz.

ASi-5 hakkında daha fazla bilgi

Teknik Anlamda Kıyaslama – Asi-5 ve Single Pair Ethernet

Protokol Dönüştürücüsü Yerine Switch

SPE’de – ASi-5’lerden farklı olarak – protokol dönüştürücülerine ihtiyaç duyulmamakta. SPE’nin fiziksel katmanı sayesinde veriler bilgi kaynağında (sensör) düzenli bir protokol ile tutulmakta ve ağ kullanıcısının (bilgisayar) çıkış noktasına kadar Switch üzerinden aktarılmakta. Kayıpları önlemek için bu veriler Switch sistemin ön belleğinde kayıt altına alınmaktadır. ASi-5 ağ geçidi ise entegreli Switch ile akıllı bir ağ kullanıcısıdır. Buna ek olarak üst düzey kontrol için ASi-5 ASIC’deki verilerin ‘‘çevirisi‘‘ yapılıyor. Aynı zamanda veriler – ve teşhis bildirileri – doğrudan ekranda veya uzaktan erişim ile rahatlıkla görüntülenebilir.

Resim: SPE ile tek bir protokol ile tüm seviyelerle iletişime geçilebilir. Böylece ağ geçidine ihtiyaç duyulmamakta ve ara adım olan ‘‘protokol dönüştürücü‘‘ ortadan kalkmakta.

Asi Kablosu = En Kolay Kurulum + Verimli Enerji Dağılımı

ASi veya ASi-5 ile kanıtlanmış iğneleme teknolojisinden faydalanıyorsunuz. Modüller konnektörsüz basitçe profil kablosuna bağlanabilmekte – maksimum emniyetli temas ile. Profil kablosu kolaylıkla kablo makarasından dilediğiniz uzunlukta alınmakta ve modüller ihtiyaç duyulan yere milimetresine kadar doğru ölçüm ile yerleştirilebilir. Bu esnada ne gereksiz kablo yolları oluşmakta (öncesinde monte edilmiş kablolarda zorunlu olduğu gibi), ne de pahalı fişlere veya T-parçalarına ihtiyaç duyulmamakta.

Diğer avantajları ise tam topoloji özgürlüğün ve verimli enerji dağılımın olması. Siyah profil kablosu kablo kesitine bağlı olarak 16 A veya 20 A – ve böylece tipik yuvarlak kablo – çözümlerine göre oldukça daha fazla enerji aktarmakta.

ASi kablosu hakkında daha fazla bilgi

Resim: Dört adet altın kaplamalı iğne profil kablosuna dikey olarak girerek mükemmel bir temas sağlamakta.

Resim: ASi profil kablosu ile tesisin her bir noktasında basit kıvrılmalar mümkündür. Böylece topoloji serbestçe seçilebilir.

Sonuç: Single Pair Ethernet ve ASi-5

ASi-5 Single Pair Ethernet`in karşılaştırılmasındaki sonuç nedir? Mevcut duruma göre son bir değerlendirme elbette kolay değil. Yine de bazı bilgiler verilebilir:

‘’Ethernet için yalın, hafif ama aynı zamanda da güçlü bir altyapıya ihtiyaç vardı. Endüstrinin saha seviyesinin dijitalleşmesi ve böylece IIoT’ye geçişin sağlanması için ince, hafif ama aynı zamanda da güçlü bir Ethernet altyapısına ihtiyaç duyulmaktaydı’’.
(Kaynak: single-pair-ethernet.com)
Single Pair Ethernet; yüksek veri genişliği, yüksek veri miktarları ve bir protokol dönüştürücüsü yerine Switch özelliği ile ön plandadır.
Asi; makine ve tesislerin tipik saha uygulamaları için geliştirildi ve bu özelliği ile ön plandadır.
ASi-5 günümüzde sahada birçok uygulamada geleneksel Ethernet’in yerini almakta, örn.: sürücü teknolojisinde veya IO-Link’de.
SPE ve ASi ince, hafif ama aynı zamanda da güçlü bir altyapıları sayesinde sahada Ethernet’i mantıklı bir şekilde tamamlama fırsatına sahipler.

Single Pair Ethernet Hakkında Sorular

Is the SPE cable shielded?

Users have a choice: Shielded/unshielded options are available for each SPE standard. However, these cable variants are not necessarily mentioned in the specifications. Depending on the standard, which in turn determines the speed, the cable length can be significantly increased by using a shielded SPE cable. For example, from 15 m (unshielded) to 40 m (shielded) at 1 Gbit/s as defined by 1000BASE-T1 or IEEE 802.3bp.

How resilient is SPE to external influences such as EMC?

The SPE System Alliance consortium makes the following statement on its homepage (singlepairethernet.com): "A complete 360° enclosed stainless steel sheath surrounding the entire connector [SPE] provides excellent electromagnetic compatibility (EMC)." It can therefore be assumed that SPE is EMC-resistant in the industrial environment, especially with the connector and cable shielding mentioned above. Due to the current stage of development, no further details are available.

Does the wiring of SPE differ from conventional Ethernet?

SPE uses the so-called multidrop method, which does not exist in conventional Ethernet. This means that the reach is shorter with SPE, but also that only simple T-pieces without switches are required. Moreover, the cables and connectors are significantly smaller with SPE.

Can PROFINET be simply routed via SPE? What exactly is required for this?

Since PROFINET is an Ethernet-based protocol, it can basically be transmitted via SPE. SPE is just a new physical layer, i.e., new hardware for the transfer of information from protocols such as Ethernet.

The different physical layers are connected via a switch to enable them to communicate with each other.

Can SPE multidrop be implemented with a simple T-piece or does it require a switch in the T-piece?

A simple T-piece is sufficient for SPE multidrop.

How is the data rate affected with SPE when the 1 Gbit/s standard meets the 10 Mbit/s standard?

Due to the current stage of development, no precise details have been published to date. However, it can be assumed that the wiring in such an application scenario is based on the implementation using conventional Ethernet.

It would make sense to connect a switch with 32 ports, each with the data rate of 10 Mbit/s, to a control system via a 1 Gbit/s port. This is the only way to ensure that every port can use the full bandwidth at all times. Most SPE applications in the field could be a combination of switches and point-to-point connections. The point-to-point connections, each limited to 1,000 m in length, would connect the attached sensors to the switch

Why can SPE and ASi-5 replace classic Ethernet solutions in the field?

SPE and ASi-5 both offer a lean, lightweight, yet powerful infrastructure. As a result, they make Ethernet in the field superfluous in many aspects. At the same time, SPE and ASi-5 make it easier for the industry to digitize the field level – and thus take the step towards IIoT.

Yukarı

10 Mbit/sn ile SPE’nin standart veri aktarım hızı nasıl tanımlanmıştır? Kullanıcıların (örn.: çok bağlantılı) bağlanmaları için kurallar nasıl tanımlanmıştır?

İlişkili standart IEEE 802.3cg.‘dir ve bunları içermekte:

25 m kanalında ve maks. 8 kullanıcı ile bir ShortReac kanalı (çoklu noktayı gösteren nokta) ve

1.000 m kanal uzunluğuna kadar klasik bir noktadan noktaya kanalı.

ASi-5 ve Single Pair Ethernet hakkında sorularınız mı var?

Sizlere yardımcı olmaktan memnuniyet duyarız.