1. Wat is Single Pair Ethernet?

Het korte antwoord is: een Ethernet-kabel met slechts één aderpaar die zowel data als stroom kan transporteren. Met dit antwoord doen we Single Pair Ethernet echter tekort. SPE wil namelijk een hoofdrol spelen in de integratie van infrastructuren voor informatietechnologie (IT) en industriële systemen (operation technology ofwel (Industrial) Internet of Things). Deze zijn steeds meer met elkaar verweven geraakt. Industriële netwerken bestaan hierdoor vaak uit een mix van Ethernet en veldbusprotocollen. Onderzoek van HMS geeft aan dat Ethernet in industriële toepassingen inmiddels wereldwijd al groter is dan de veldbussen: 15 procent marktaandeel tegen 14 procent voor Profinet. Het grote nadeel van al deze verschillende protocollen is dat zij allemaal eigen bekabeling en connectoren nodig hebben. Dit maakt het integreren van deze systemen lastig en kostbaar. SPE wil dit oplossen door via één kabel Ethernet- en veldbusprotocollen mogelijk te maken. Belangrijk pluspunt voor SPE is bovendien dat de kabel zowel data als stroom kan transporteren: 52 W over 100 m. Dat gebeurt via een techniek die Power of Data Line (PoDL) heet. De oorspronkelijke single pair IEEE-norm 802.3cg-2019 is begin 2020 goedgekeurd. Toen zijn ook chips geïntroduceerd voor het ondersteunen van SPE-toepassingen in industrie- en procesautomatisering en gebouwautomatisering. Omdat er minder aderparen nodig zijn voor het leveren van data en stroom, maakt SPE een reductie in de kabel- en connectorafmetingen mogelijk. Een IP20 SPE-connector volgens IEC 63171-1 Type 1 is een module met maar de helft van de afmetingen van een RJ45-aansluiting en een vergrendeling voor veilige verbindingen. Het integreren van data en voeding maakt ook lokale batterijen overbodig. Dit vereenvoudigt zowel de installatietijd als het onderhoud van de infrastructuur. Vergeleken met het afmonteren van een 4-paars koperkabel volgens TIA-568A/B, is het aansluiten van een 1-paar kabel met de LC-connector sneller en eenvoudiger op locatie uit te voeren. Met in de handel verkrijgbaar gereedschap kan een technicus een SPEconnector op de kabel aanbrengen in de helft van de tijd die nodig is voor een 4-paars montage. Daarnaast worden enkeldraads 18 AWG kabels gebruikt (circa 1 mm diameter per draad), die lichter en kleiner zijn. Het aansluiten van een SPE-connector is ook minder foutgevoelig. Het lagere gewicht en de kleinere afmetingen betekenen dat meerdere kabelbomen samengevoegd kunnen worden, wat het installeren verder vereenvoudigt.

2. Wat is het verschil met ‘gewoon’ Ethernet?

Single Pair Ethernet lijkt misschien gericht op dezelfde markt als Industrial Ethernet, maar dat klopt niet. Industrieel Ethernet vereist een snelle communicatie met een zeer hoge betrouwbaarheid, waarbij de apparatuur en kabels zijn ontworpen om in een zwaardere omgeving te werken. De Ethernet-switches, kabels en andere apparatuur zijn ontworpen om te werken over grotere temperatuurbereiken en in omgevingen waar IP-classificaties vereist kunnen zijn. Single Pair Ethernet moet weliswaar robuust zijn, maar is gericht op het leveren van verbindingen met een lagere datasnelheid (10 MB/s) om te communiceren met actuatoren, sensoren en dergelijke, waar lage kosten, installatiegemak, lage datasnelheden en een veel lager kabelgewicht belangrijk zijn.