De beloftes van single pair ethernet in de industrie

De afgelopen twintig jaar heeft ethernet stap voor stap bezit genomen van de fabrieksvloer, om zo uit te groeien tot de belangrijkste netwerkstandaard. Maar de oude RJ45-stekkers zijn minder  geschikt voor industriële toepassingen. De komst van single pair ethernet (SPE) moet daar een einde aan maken. Marcel Tuit van Weidmüller zal tijdens de Industrial Ethernet online kennisdagen (van 23 tot en met 25 maart) tekst en uitleg geven over deze nieuwe standaard.

Door: Dimitri Reijerman

Er is lang gewerkt aan de SPE-standaard, maar de tijd is nu rijp om over te gaan tot marktintroductie van single pair ethernet, zegt Tuit, van huis uit business development manager machinery bij Weidmüller: “De specificaties zijn gedaan en nu is het de hoogste tijd om het product naar de markt te brengen. Wij bij Weidmüller zijn daar volop mee bezig. We wachten nog wel op een chip die goed overweg kan met de nieuwe standaard. Momenteel worden er de eerste testborden gemaakt met deze testchips. Verder heb je nog de juiste printplaatconnectoren nodig, net als natuurlijk de stekkers en de kabels.”

Zoals gezegd, het duurde enige tijd voordat SPE voldoende steun kreeg binnen de industrie. Tuit: “Het was wel een wat lange aanloopfase. Iedereen keek naar elkaar. Want wat als ik een apparaat heb met single pair ethernet, met wie kan ik dan communiceren? Als je als bedrijf geen invloed hebt op de architectuur rondom, dan vertraagt dat de uitrol van SPE. Maar ik ken ook bedrijven die overstappen naar SPE omdat zij het beheer hebben over hun eigen apparatuur. Dat gaat natuurlijk sneller, want zij zien direct de voordelen van een tweedraads ethernetverbinding.”

Een van die voordelen is een meer solide basis, zo legt Tuit uit: “De oude RJ45-stekkers, die door de industrie zijn overgenomen, zijn vrij fragiel. Om deze stekkers beter geschikt te maken voor industriële toepassingen zijn de RJ45-connectoren steviger gemaakt, bijvoorbeeld met een extra behuizing om ze waterdicht te maken. Bij het design van de SPE-stekker zie je dat het een stevige stekker is geworden. En veel kleiner natuurlijk: de footprint is tot een factor vijf kleiner. Hierdoor hou je op de print veel meer ruimte over voor andere zaken. Zo kun je in bijvoorbeeld in een switch waar normaliter vijf RJ45-aansluitingen zijn gehuisvest, tien SPE-aansluitingen verwezenlijken. Verder zijn de kabels lichter en is er minder kabelmateriaal nodig, zodat op termijn de kosten lager kunnen liggen.”

De nieuwe standaard maakt ook hogere doorvoersnelheden mogelijk, zegt de business development manager: “De 10Mbit-specificatie voor 100 meter is al vrijgegeven. Maar over maximaal 15 meter zijn snelheden tot 10Gbit gehaald. De SPE-standaard heeft andere lengtes en snelheden gekregen dan de oude industriële ethernetstandaarden.”

De push voor SPE komt uit de automobielindustrie, zegt Tuit: “Steeds meer onderdelen in een moderne auto moeten onderling communiceren met steeds grotere hoeveelheden data. Als je dan 10Gbit kunt halen over 15 meter, is dat ruim voldoende. Maar in bijvoorbeeld de procesindustrie wil je langer afstanden, tot wel 1000 meter. Maar zij kunnen weer volstaan met lagere doorvoersnelheden. SPE werkt daar prima.”

Hij schetst nog een voordeel voor de industrie: “Door de ondersteuning voor langere afstanden heb je minder gateways nodig om bijvoorbeeld vanuit RS-485 of een ander protocol over te gaan naar ethernet. Bovendien is de footprint van de SPE-stekker zo klein dat deze fysiek in een M8-connector past. En M8-connectoren worden weer veel gebruikt bij sensoren. Uiteindelijk krijg je zo sensoren met een ip-adres die je direct over TCP/IP kunt adresseren. Zo komt je uiteindelijk tot een netwerkprotocol.”

Hij vervolgt: “Tijdens mijn presentatie op Industrial Ethernet wil ik met concrete voorbeelden uit gaan leggen wat de voordelen van SPE zijn. Want de stekkers en connectoren zijn er, maar bij de ontwikkeling van nieuwe prints komt daar voor veel bedrijven weer een hele beslisboom bij kijken.”

En, tot slot, de prijzen zullen gaan dalen, zo verwacht Tuit: “Nu zijn SPE-kabels nog duurder dan traditionele ethernet patchkabels, maar binnen een paar jaar denken we dat de prijzen daar onder komen te liggen door het toenemende volume. Daarna gaat de toepassing ervan in de industrie veel sneller.”

Klik hier om u in te schrijven als bezoeker van de Industrial Etherenet online kennisdagen.