Energie- und Datenübertragung mit nur einem Aderpaar

In der industriellen Kommunikation gilt Single Pair Ethernet (SPE) als Technologie der Zukunft. Denn im Vergleich zu bisherigen Ethernet-Varianten wie PROFIBUS oder PROFINET verspricht SPE eine Datenübertragung in Gigabit-Geschwindigkeit – und das mit nur einem Aderpaar. Dank „Power over Data Line (PODL)“ lässt sich sogar die Energieversorgung mit in die Leitung integrieren. Eine smarte und flexible, platz- und kostensparende Lösung, die eine Echtzeit-Kommunikation bis in die Feldebene ermöglicht.

Was ist Single Pair Ethernet?

Single Pair Ethernet (SPE) ist eine Technologie zur Datenübertragung innerhalb kabelgebundener Netzwerke. Datenkabel mit Single-Pair-Ethernet-Technologie unterscheiden sich von bisherigen Lösungen dadurch, dass sie nur ein Paar Kupferadern besitzen. Für bisherige PROFINET-Verkabelungen sind hingegen zwei, für Gigabit Ethernet sogar vier Aderpaare notwendig. Hinzu kommt bei SPE die Möglichkeit der gleichzeitigen Spannungsversorgung über dasselbe Aderpaar. Hierbei spricht man von „Power over Data Line (PODL)“. Die Kabel sind dadurch schlanker und leichter, wodurch sich zahlreiche Vorteile und neue Anwendungsmöglichkeiten ergeben.

Einsatzmöglichkeiten für Single Pair Ethernet

Die SPE-Technologie stammt ursprünglich aus dem Fahrzeugbau, wo Platz- und Gewichtseinsparungen ein zentrales Thema sind. Inzwischen wollen sich jedoch auch andere Industriebereiche die Vorteile von Single Pair Ethernet zunutze machen – vor allem dort, wo eine hohe Datenübertragung gefordert ist. Dank des geringen Installationsaufwands und Platzbedarfs ermöglicht Single Pair Ethernet erstmals eine durchgängige Automatisierung bis in die Feldebene – also die Integration von Sensoren, Aktoren und anderen Geräten. Diese sind klassisch über Feldbus-Systeme an die übergeordnete Steuerungsebene angebunden, die allerdings kein Teil des Ethernet-Netzwerks sind. Single Pair Ethernet schließt diese Lücke und gilt dank Echtzeit-Kommunikation bis in die Feldebene als Schlüsseltechnologie für das Industrial Internet of Things (IIoT) und Industrie 4.0.

Automatisierungspyramide

Die Vorteile von Single Pair Ethernet im Überblick:

  • Schlanke, leichte und flexible Leitungen
  • Geringer Installations- und Konfektionsaufwand
  • Niedriger Anschaffungspreis
  • Ressourcenschonend
  • Datenübertragung bis zu 1 Gbit/s (AWG 22, AWG 26)
  • Reichweite bis 1.000 m (AWG 18)
  • Echtzeit-Kommunikation bis in die Feldebene
  • Geringe Biegeradien bei bewegten Anwendungen

Welche Arten von Single Pair Ethernet gibt es?

Um Anwendern den Einstieg in die Technologie zu erleichtern, existieren zahlreiche Normen für Single Pair Ethernet. Je nach Reichweite und Datenübertragung unterscheidet man SPE in verschiedene Kategorien, genau wie bei bisherigen Industrial-Ethernet-Lösungen:

Traditional Industrial EthernetSingle Pair Ethernet
ISO IEC 11801 KategorieDatenratePaarzahlStandardDatenratePaarzahl
Cat 310 Mbit210BASE-T1L10 Mbit / 1000m



1
Cat 5100 Mbit2
1000BASE-T1

1 Gbit / 40m
Cat 5e1 Gbit4
Cat 65-10 Gbit4
MultiGigBASE-T1 (in Entwicklung)

2,5-10 Gbit bis 15m
Cat 6A10 Gbit4
Cat 710 Gbit4

Single-Pair-Ethernet-Leitungen von HELUKABEL

Leitungen für Single Pair Ethernet werden je nach Querschnitt und Einsatzgebiet in verschiedene Kategorien unterteilt:

QuerschnittDatenrateAnwendung
AWG 261 Gbit 1000BASE-T1 bis 40mTyp A - feste Verlegung
Typ B - flexible Verlegung
Typ C - dynamische Anwendung z.B. Schleppkette
Typ R - Robotik
AWG 221 Gbit 1000BASE-T1 bis 40m
AWG 22 + AWG 18 (Hybrid Daten + Power)1 Gbit 1000BASE-T1 bis 40m
AWG 18
10 Mbit 10BASE-T1 bis 1000m

Typ A - feste Verlegung
Typ B - flexible Verlegung
AWG 16

HELUKABEL hat bereits mehrere Leitungstypen im Sortiment, die für die Single-Pair-Ethernet-Technologie konzipiert sind.

Folgende Artikel sind aktuell verfügbar:

  • 11017748 – SPE 10BASE-T1L – für feste Verlegung
  • 11018067 – SPE 1000BASE-T1 – AWG26 – für Schleppketten
  • 11018068 – SPE 1000BASE-T1 – AWG22 – für Schleppketten

SPE Industrial Partner Network: Starkes Netzwerk für technologischen Fortschritt

HELUKABEL ist seit 2019 Mitglied im SPE Industrial Partner Network. Dieser Verband mit Sitz im westfälischen Rahden ist ein Zusammenschluss von Unternehmen, welche die Technologie Single Pair Ethernet gezielt vorantreiben möchten und sich für einheitliche Standards aussprechen. Die Informations- und Austauschplattform zählt mittlerweile 52 Mitglieder.

Als Premium Member im SPE Industrial Partner Network und Mitglied im Arbeitskreis Technik treibt HELUKABEL die technologische Entwicklung maßgeblich mit voran. Die Entwicklung einer durchgängig standardisierten Infrastruktur steht dabei im Vordergrund, um Herstellern und Anwendern den Umstieg auf Single Pair Ethernet so einfach wie möglich zu machen.

Weitere Infos finden Sie unter www.single-pair-ethernet.com

Single Pair Ethernet Leitungen

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Für weitere Fragen steht Ihnen unser Experte Horst Messerer, Produktmanager Daten-, Netzwerk- und Bustechnik, gerne zur Verfügung.