Que signifie Single-pair Ethernet (SPE) et en quoi diffère-t-il de l'Ethernet habituel ?
Les câbles Single-pair Ethernet sont des câbles en cuivre qui ne contiennent qu'une paire torsadée (single pair) qu'ils utilisent pour la transmission de données, par exemple dans les applications industrielles. Cependant, les câbles Ethernet classiques de la zone LAN ou les câbles Ethernet industriels utilisent 2 ou 4 paires de conducteurs selon le taux de transmission. La technologie Single-pair Ethernet est donc le développement ultérieur de l'Ethernet fin, léger et économe en matériaux pour de nombreux domaines d'application actuels et futurs.
À quelle finalité le SPE a-t-il été développé ?
L'industrie 4.0 et l'Internet industriel des objets (IIoT) nécessitent une infrastructure réseau uniforme à tous les niveaux et systèmes, ainsi qu'une transmission de données en temps réel.
L'Ethernet classique, qui relie déjà toutes les couches supérieures dans la pyramide d'automatisation, est souvent inadapté pour le raccordement du niveau de terrain le plus bas, car les câbles sont complexes à raccorder et surdimensionnés. À l'heure actuelle, les bus de terrain classiques présentent donc encore des avantages sur ces points par rapport au standard Ethernet. Ce sont eux qui régissent l'échange d'informations des capteurs et actionneurs avec le niveau de commande (PC). Ces systèmes BUS doivent désormais être remplacés le plus rapidement possible par des systèmes SPE et des câbles SPE correspondants.
Un aperçu des avantages du Single-pair Ethernet :
- Remplacement des bus de terrain par des systèmes Single-pair Ethernet à l'épreuve de l'avenir.
- Unification de la technologie dans les réseaux basés sur IP, du capteur à l'ERP, ou dans le cloud au profit d'usines intelligentes.
- La miniaturisation du câble permet d'économiser du matériel, des coûts ainsi que du poids et de l'espace. L'espace joue en effet un rôle essentiel dans le cadre de la mise en réseau des capteurs et actionneurs.
- La construction du câble à une paire permet une installation nettement plus rapide et plus simple sur site et réduit le potentiel d'erreur lors de l'assemblage.
- Rentabilité grâce à la suppression des passerelles supplémentaires qui servaient jusqu'à présent à connecter les bus de terrain au standard Ethernet supérieur. Le raccordement du niveau de terrain peut être réalisé avec l'utilisation de SPE sans ces traducteurs.
- SPE permet à l'aide de PoDL (Power over Data Line) d'alimenter les terminaux avec jusqu'à 50 W via le câble de transmission de données. Comparable à Power over Ethernet, qui a déjà fait ses preuves avec l'Ethernet d'aujourd'hui.
- Le standard de câblage ouvert avec des composants de câblage compatibles convient à une utilisation universelle dans l'ensemble de l'industrie de l'automatisation.
Quelles sont les prochaines étapes avec le SPE ?
Il fallait créer des protocoles de communication unifiés afin que cette nouvelle technologie arrive rapidement dans les usines. Ces protocoles ont été créés. Les normes de protocole selon IEEE 802.3 définissent les conditions-cadres techniques pour les transmissions de données Single-pair Ethernet dans les applications industrielles ; la face de connecteur industriel « T1 Industrial Style » est normalisée par IEC 63171-6.
Le groupe de travail IEEE 802.3 a défini des normes pour différents cas d'application SPE.
| Norme SPE | Débit | Longueur du câble point à point | Longueur du câble point à point |
|---|---|---|---|
| blindé | non blindé | ||
| IEEE 802.3ch | 2,5/5/10 Gbit/s | 15 m | - |
| IEEE 802.3bp | 1 Gbits/s | 40 m | 15 m |
| IEEE 802.3bw | 100 Mbit/s | 40 m | 15 m |
| IEEE 802.3cg | 10 Mbit/s | 1 000 m et plus | - |
LAPP est membre du SPE Industrial Partner Network, un consortium d'entreprises renommées qui souhaitent contribuer à la percée de la technologie SPE.
Le réseau de partenaires aspire à une infrastructure SPE globale: la technologie innovante doit non seulement garantir des transmissions fiables, mais aussi disposer d'interfaces et de composants système standardisés. La première pierre est déjà posée grâce à la définition de normes et à la coopération étroite avec les comités de normes internationaux.