隨著單對(duì)以太網(wǎng)(SPE)在工業(yè)自動(dòng)化中獲得越來(lái)越多的關(guān)注，了解該技術(shù)可以為需要長(zhǎng)距離傳輸數(shù)據(jù)但沒(méi)有廣泛速度或帶寬需求的應(yīng)用帶來(lái)的潛在好處非常重要?，F(xiàn)在是時(shí)候強(qiáng)調(diào)用兩線(xiàn)線(xiàn)路替換四線(xiàn)線(xiàn)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(jiǎn)單地說(shuō)，單對(duì)以太網(wǎng)是一種電纜配置，它使用一對(duì)電線(xiàn)（或?qū)w）以高達(dá)10Mbps（未來(lái)可能高達(dá)1Gb/s）的速度傳輸數(shù)據(jù)。這種單對(duì)布線(xiàn)專(zhuān)為工業(yè)用戶(hù)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(méi)有自己的電源的傳感器提供可靠的電源（相對(duì)于無(wú)線(xiàn)）。

單對(duì)以太網(wǎng)在標(biāo)準(zhǔn)中也稱(chēng)為“雙絞線(xiàn)”。該術(shù)語(yǔ)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(jiàn)的配置是將兩根電線(xiàn)絞合在一起。

單對(duì)以太網(wǎng)旨在滿(mǎn)足工業(yè)制造用戶(hù)的特定需求，這些用戶(hù)是OT專(zhuān)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(fǎng)問(wèn)控制和照明應(yīng)用。

對(duì)于他們的用例，OT專(zhuān)業(yè)人士想要一種更簡(jiǎn)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(xiàn)結(jié)構(gòu)。由于技術(shù)原因，一根電線(xiàn)并不可靠，因此一對(duì)電線(xiàn)是最簡(jiǎn)單、最緊湊的配置。

OT專(zhuān)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(zhǎng)距離傳輸?shù)焦S(chǎng)車(chē)間常見(jiàn)的傳感器、執(zhí)行器和其他類(lèi)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(xiàn)。從空間角度來(lái)看，單對(duì)以太網(wǎng)可輕松取代現(xiàn)有的雙線(xiàn)系統(tǒng)，并與工業(yè)應(yīng)用中常見(jiàn)的接線(xiàn)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(xiàn)上運(yùn)行的大量專(zhuān)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(xiàn)，但仍使用了額外的填充材料來(lái)保持電纜的圓形形狀。根據(jù)所用電纜的類(lèi)型，IE和SPE連接器之間的成本節(jié)省范圍為13%到44%。購(gòu)買(mǎi)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(lái)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(lài)單一通信網(wǎng)絡(luò)可以為每個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)省超過(guò)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(xiàn)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(chē)生產(chǎn)為例來(lái)說(shuō)明這些節(jié)省。設(shè)計(jì)工程師正在尋找減輕底盤(pán)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(chē)內(nèi)線(xiàn)束中的屏蔽材料以減輕重量的方法。SPE為電動(dòng)汽車(chē)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(chē)的改造中也起著至關(guān)重要的作用。建議每10年將車(chē)輛返回工廠(chǎng)進(jìn)行必要電子設(shè)備的翻新。底盤(pán)的結(jié)構(gòu)不會(huì)改變，所以車(chē)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?jī)?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(chē)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(wú)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(chǎng)車(chē)間的材料和人工成本。

4.簡(jiǎn)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(xiàn)設(shè)備。

使用SPE將傳感器和控件遷移到以太網(wǎng)可簡(jiǎn)化布線(xiàn)和管理，并有可能消除專(zhuān)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(xiàn)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(fǎng)問(wèn)，即使是最杰出的熟練技術(shù)人員也需要這些來(lái)解決性能問(wèn)題。

5.支持IT/OT融合和Sensor to Cloud

未來(lái)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(zhǎng)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(wú)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(lái)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(chǎng)骨干網(wǎng)的傳感器和執(zhí)行器數(shù)量的持續(xù)增長(zhǎng)，單對(duì)以太網(wǎng)將成為加速工業(yè)自動(dòng)化的簡(jiǎn)單解決方案。