Die Vorteile im Überblick

Der IP20-SPE-Steckverbinder Typ 1

Bild 02: Der IP20-SPE-Steckverbinder Typ 1 von Panduit folgt den Definitionen der E DIN EN IEC 63171-1 (Quelle: Panduit)

Da SPE mit nur einem Adernpaar auskommt, verringern sich Volumen und Gewicht von Leitungen- und Steckern im Vergleich zur bisherigen Ethernet-Verkabelung mit zwei oder vier Adernpaaren. Wie sich dies in der Praxis darstellt, zeigt das Beispiel des IP20-SPE-Steckverbinders nach E DIN EN IEC 63171-1 [2], Typ 1 (Bild 2) von Panduit [3]. Der kleinformatige Stecker kommt mit der Hälfte der Grundfläche eines RJ45-Anschlusses aus und verfügt über eine Verriegelung für sichere Verbindungen. Zudem erfolgt der Leitungsabschluss einer einpaarigen Leitung mit dem LC-Stecker im Vergleich zur Terminierung einer vierpaarigen Leitung nach TIA-568A/B-Standard vor Ort schneller und einfacher. Mit handelsüblichen Werkzeugen kann ein Techniker einen SPE-Steckverbinder in der Hälfte der Zeit an der Leitung fixieren, die er für eine vierpaarige Terminierung benötigt. Zudem werden einpaarige 18-AWG-Leitungen (ca. 1 mm2 Durchmesser je Ader) verwendet, die leichter und schmaler sind. Der Anschluss des SPE-Steckverbinders ist dabei weniger fehleranfällig. Durch das geringere Gewicht und die geringere Größe lassen sich mehrere Leitungsstränge zusammenziehen, was die Implementierung vereinfacht.

Ein weiterer großer Vorteil von SPE ist, dass über die Zwei-Draht-Leitung sowohl Daten als auch Strom übertragen werden. Das PoDL-Prinzip (Power over Data Line) ermöglicht die dezentrale Gleichstromversorgung über die SPE-Verbindung und ist in der IEEE 802.3bu-2016 [4] spezifiziert. PoDL ist vergleichbar mit der Power-over-Ethernet-Technologie (PoE) für Standard-Ethernet, welche die Stromversorgung der Netzwerkinfrastruktur in Gebäuden bereits entscheidend verändert hat.

Eine weitere attraktive Perspektive für die SPE-Implementierung ist die Möglichkeit, existierende Leitungen weiterzuverwenden. In vielen Fertigungen kommen meist geschirmte, einpaarige, verdrillte Leitungen zum Einsatz. Beispielsweise kann ein Großteil der RS-485-Leitungen mit einer Stärke von 18 AWG genutzt werden. Die Leitungen müssen zwar getestet werden, haben aber das Potenzial, die elektrische Leistungsanforderung des Standards TIA-568.5 für 10Base-T1L-Übertragung zu erfüllen.

Vorteile für das Netzwerk

Neben den genannten Vorteilen ergeben sich beim Einsatz von SPE auch solche, die nicht unmittelbar mit der Daten übertragung zusammenhängen: Ethernet-Netzwerke sind schneller und bieten erweiterte Techniken, wie Time Sensitive Networking (TSN) und Software Defined Networking (SDN). Während das 4-Paar-Ethernet bereits gut etabliert ist und höhere Ebenen in industriellen Netzwerken unterstützt, ist es für viele kleinere Edge-Geräte nicht kosteneffizient. Hier stellt SPE eine optimale Alternative für eine breite Implementierung von kostensensiblen IIoT-Geräten dar.
Systeme, die derzeit die serielle RS-485-Kommunikation nutzen, können mit geringen Änderungen aufgerüstet und in das Ethernet-Netzwerk eingebunden werden.

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