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24 LANline 10 2022 www lanline de Smart Building und Gebäudevernetzung SPE für das zuverlässige I IoT Von universellen Schichten Die Anforderungen an die Kompatibilität der Automatisierungsinfrastruktur erhöhen die Chancen für den Durchbruch der Single-Pair-Ethernet-Technik SPE Die Technik-Plattform ermöglicht die Migration von verschiedenen Legacy-Netzwerken zu einer universellen physischen Schicht Damit rückt das Ziel näher durch eine einzige Technik die benötigten Daten vom Edge-Sensor über die Fertigung bis hin zum Desktop oder Laptop bereitzustellen Erweiterte Möglichkeiten über Zweidrahtleitungen stellen die aktuelle Entwicklung in der Ethernet-Datenkommunikation dar So lassen sich mit der SPE-Technik zum Beispiel Gebäudeautomationssysteme Maschinen und älteren Industrienetzwerke zu einer einzigen Ethernet-Netzwerktechnik migrieren Dabei gelangen Strom und Daten gleichzeitig zu den Edge-Geräten und wieder von ihnen fort Das SPE-Ökosystem SPE erweitert die Ressourcen des Industriellen Internet der Dinge IIoT und hilft Unternehmen beschleunigt auf Ethernetbasierte Betriebstechniken OT zu migrieren Es bietet gemeinsame Kommunikationsprotokolle an die mit dem Netzwerk der Informationstechnik IT kompatibel sind Diese Erweiterung umfasst Endto-End-Lösungen einschließlich Switch Kabel und Sensor Ziel ist es die notwendigen Änderungen zur Harmonisierung von OTund IT-Operationen auf dem effektivsten Protokoll durchzuführen Um die SPE-Vorteile umfassend zu nutzen entsteht aktuell ein komplettes Ökosystem rund um Standards Komponenten Endgeräte und Anwendungen Das Ethernet hat seit rund 20 Jahren auch im industriellen Markt große Anteile gewonnen und ist in einer Vielzahl von Varianten verfügbar zum Beispiel Profinet EtherNet IP oder EtherCAT Zusammen mit ergänzenden IPbasierten Protokollen ist die Technik zu einer dominierenden Daten kommunikationsplattform avanciert Allerdings überwiegen nach wie vor andere Protokolle dort wo Ethernet die Anforderungen der Anwendung bisher noch nicht erfüllen kann Ein Szenario mit mehreren parallel laufenden Protokollen erhöht die Kosten und die Komplexität von Bestandsumgebungen Zudem darf man nicht vergessen dass für solche Umgebungen auch ein Multiprotokollerfahrenes Installationsund Wartungspersonal nötig ist Künstliche Intelligenz und die zunehmende Digitalisierung führen verstärkt zum Einsatz datenbasierter Prozesse Diese Möglichkeit gibt es zwar schon länger Doch der Vorteil ist nun dass die Dynamik einer Einzeltechnik ganze System-Topologien zusammenführt Da immer mehr Fertigungsund Industrieanlagen und -geräte in die IT eingebunden sind haben sich OT-Netzwerke zu einem Verbund aus Ethernet und älteren Feldbusprotokollen entwickelt SPE beschleunigt die Migration Die Möglichkeiten von SPE erhöhen das Engagement für eine All-Ethernet-Netzwerklösung Der Nutzen für die Anwenderschaft ist dass sich das Netzwerk einfacher implementieren und verwalten lässt Dabei sorgt das Single-Protocol-Netzwerk künftig für mehr Datentransparenz und erhöht die Sicherheit Das Wachstum des IIoTs und die Digitalisierung der industriellen Prozesse erfordern ein nahtloses Informationssystem im Unternehmen Den ursprünglichen Single-Pair-IEEE-Standard 802 3cg-2019 hat man Anfang 2020 verabschiedet Parallel dazu erfolgte die Einführung von Gerätechips zur Unterstützung aller SPE-Anwendungen in der Prozess-Industrieund Gebäudeautomation Die reduzierte Anzahl der Kabel für die Kommunikation verringert die Kabelund Steckergröße Dabei liefert die Technik gleichzeitig Strom und Daten Der IP20-SPE-Steckverbinder gemäß IEC 63171-1 Typ 1 von Panduit beispielsweise ist ein kleinformatiges Modul mit der Hälfte der Grundfläche eines RJ45-Anschlusses und verfügt über eine positive Verriegelung für sichere Verbindungen Die integrierte Stromund Datenversorgung macht lokale Batterien oder Netzteile überflüssig Dies vereinfacht die Stromversorgung während sich gleichzeitig die Installationszeit reduzieren und die Wartung optimieren lässt Im Vergleich zur Terminierung eines vierpaarigen Kabels nach TIA-568A B-Standard ist der Kabelabschluss eines einpaarigen Kabels mit dem LC-Stecker vor Ort schneller und einfacher Mit handelsüblichen Werkzeugen kann ein Techniker einen SPE-Steckverbinder in der Hälfte der Zeit die SPE Sensor Server Bild 1 So senden Ethernet-Sensoren ihre Daten im Kontext des OSI-Schichtenmodells Bild Panduit