隨著單對(duì)以太網(wǎng) (SPE) 在工業(yè)自動(dòng)化中獲得越來越多的關(guān)注，了解該技術(shù)可以為需要長距離傳輸數(shù)據(jù)但沒有廣泛速度或帶寬需求的應(yīng)用帶來的潛在好處非常重要?，F(xiàn)在是時(shí)候強(qiáng)調(diào)用兩線線路替換四線線路在成本、安裝和性能方面的具體優(yōu)勢(shì)，以便SPE可以自信地用于實(shí)踐。

什么是單對(duì)以太網(wǎng)？

簡單地說，單對(duì)以太網(wǎng)是一種電纜配置，它使用一對(duì)電線（或?qū)w）以高達(dá)10 Mbps（未來可能高達(dá) 1 Gb/s）的速度傳輸數(shù)據(jù)。這種單對(duì)布線專為工業(yè)用戶而設(shè)計(jì)，可支持高達(dá)52瓦的直流電源，涵蓋距離最遠(yuǎn)1000 米的一系列需要電源和數(shù)據(jù)的設(shè)備。

單對(duì)以太網(wǎng)還為固定在物理位置且可能沒有自己的電源的傳感器提供可靠的電源（相對(duì)于無線）。

單對(duì)以太網(wǎng)在標(biāo)準(zhǔn)中也稱為“雙絞線”。該術(shù)語指的是這樣一個(gè)事實(shí)，即一對(duì)由一對(duì)平衡的導(dǎo)體組成，每個(gè)導(dǎo)體承載不同的信號(hào)。最常見的配置是將兩根電線絞合在一起。

單對(duì)以太網(wǎng)旨在滿足工業(yè)制造用戶的特定需求，這些用戶是OT專業(yè)人員，關(guān)注連接傳感器、執(zhí)行器和繼電器等低速設(shè)備，以及訪問控制和照明應(yīng)用。

對(duì)于他們的用例，OT專業(yè)人士想要一種更簡單、低成本且節(jié)省空間的替代方案，以替代已成為辦公、電信和數(shù)據(jù)中心主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的超快4對(duì)布線結(jié)構(gòu)。由于技術(shù)原因，一根電線并不可靠，因此一對(duì)電線是最簡單、最緊湊的配置。

OT專業(yè)人員還需要與其特定用例相輔相成的功能，在這些用例中，數(shù)據(jù)通常會(huì)長距離傳輸?shù)焦S車間常見的傳感器、執(zhí)行器和其他類型的連接設(shè)備。 

他們還需要可以在現(xiàn)有設(shè)施內(nèi)輕松改造的布線。從空間角度來看，單對(duì)以太網(wǎng)可輕松取代現(xiàn)有的雙線系統(tǒng)，并與工業(yè)應(yīng)用中常見的接線端子式連接兼容。

單對(duì)以太網(wǎng)最重要的好處很可能是它是一個(gè)熟悉的協(xié)議棧，為世界上大多數(shù)人所熟知。單對(duì)以太網(wǎng)提供的端到端工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)消除了對(duì)在各種現(xiàn)場(chǎng)總線上運(yùn)行的大量專有協(xié)議的需求。

單對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)的 6 大優(yōu)勢(shì)：

1.較低的資本支出

IE（工業(yè)以太網(wǎng)）和SPE連接器與今天的 RJ45 和 M8 D編碼連接器非常相似。盡管在SPE連接器中去除了四分之三的電線，但仍使用了額外的填充材料來保持電纜的圓形形狀。根據(jù)所用電纜的類型，IE和SPE連接器之間的成本節(jié)省范圍為13% 到 44%。購買更多數(shù)量的連接器時(shí)，可以節(jié)省更多費(fèi)用。

然而，就資本支出而言，最顯著的節(jié)省來自單對(duì)以太網(wǎng)可能實(shí)現(xiàn)的新網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。例如，取消網(wǎng)關(guān)并依賴單一通信網(wǎng)絡(luò)可以為每個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)省超過10000 美元。SPE使得將傳感器和執(zhí)行器集成到網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中變得更加經(jīng)濟(jì)。

2.重量減輕和占地面積小

單對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)允許使用更緊湊、更輕的電纜，與傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線電纜相比，重量減輕50%，占地面積減少50%。這節(jié)省了機(jī)器人內(nèi)部以及內(nèi)墻和地板的寶貴空間。

以電動(dòng)汽車生產(chǎn)為例來說明這些節(jié)省。設(shè)計(jì)工程師正在尋找減輕底盤重量的方法，以抵消電池和電動(dòng)機(jī)等動(dòng)力系統(tǒng)的重量。例如，一些設(shè)計(jì)師探索了去除汽車內(nèi)線束中的屏蔽材料以減輕重量的方法。SPE為電動(dòng)汽車減重提供了一種潛在的解決方案。

單對(duì)以太網(wǎng)在電動(dòng)汽車的改造中也起著至關(guān)重要的作用。建議每10年將車輛返回工廠進(jìn)行必要電子設(shè)備的翻新。底盤的結(jié)構(gòu)不會(huì)改變，所以車內(nèi)壁的厚度保持不變。SPE電纜可以減少安裝所需的空間量。這種重量優(yōu)勢(shì)是端口密度（兩個(gè) SPE 端口 = 1 個(gè) RJ45 端口）之外的優(yōu)勢(shì)，它支持舊車輛中的更多設(shè)備。

3、安裝快捷、維護(hù)方便

SPE允許現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、傳感器和執(zhí)行器輕松集成到現(xiàn)有以太網(wǎng)環(huán)境中，無需額外的網(wǎng)關(guān)和接口，從而支持更快、更輕松的安裝。這降低了新建工廠車間的材料和人工成本。

4.簡化網(wǎng)絡(luò)

單對(duì)以太網(wǎng) (SPE) 可以將自動(dòng)化系統(tǒng)和傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)引入單一以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同時(shí)為設(shè)備傳輸電力和數(shù)據(jù)。因?yàn)樗鼈兓谝蕴W(wǎng)協(xié)議，所以 SPE 設(shè)備的性能通常優(yōu)于現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備。

使用 SPE 將傳感器和控件遷移到以太網(wǎng)可簡化布線和管理，并有可能消除專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，從而將IP通信帶到最低級(jí)別的自動(dòng)化。

與現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議和特殊解碼器及終端的組合相比，使用SPE，故障排除和故障診斷變得更加標(biāo)準(zhǔn)化和易于訪問，即使是最杰出的熟練技術(shù)人員也需要這些來解決性能問題。

5.支持IT/OT融合和Sensor to Cloud

未來的工業(yè)環(huán)境需要靈活且適應(yīng)性強(qiáng)的連接，以適應(yīng)日益增長的需求。

SPE 是將有助于 IIoT、工業(yè) 4.0、IT/OT 融合以及從現(xiàn)場(chǎng)級(jí)傳感器到云端的無縫數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)之一。這些創(chuàng)新共同創(chuàng)造了由單對(duì)以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的智能制造環(huán)境。

6.環(huán)境友好

最后，SPE 需要更少的自然資源（如塑料和金屬）來構(gòu)建基于以太網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施和連接資產(chǎn)，從而幫助企業(yè)減少碳足跡并實(shí)現(xiàn) ESG 目標(biāo)。

隨著工業(yè) 4.0 的發(fā)展，以及連接到工廠骨干網(wǎng)的傳感器和執(zhí)行器數(shù)量的持續(xù)增長，單對(duì)以太網(wǎng)將成為加速工業(yè)自動(dòng)化的簡單解決方案。