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Mit der Weiterentwicklung von Ethernet und der seiner Flexibilit\u00e4t, Belastbarkeit und Anwenderfreundlichkeit eroberte der Ethernet-Standard auch schnell neue Anwendungsgebiete au\u00dferhalb der urspr\u00fcnglichen Einsatzzwecke. Mittlerweile ist Ethernet auch ein brauchbarer Standard zur Vernetzung von Fahrzeugen und f\u00fcr die Geb\u00e4udeautomatisierung geworden. Industrielle Ethernet-Anpassungen bieten Echtzeit, deterministisches Time-Sensitive Networking (TSN) und die F\u00e4higkeit, mehrere Legacy-Protokolle zu transportieren, was f\u00fcr die Automatisierung gebraucht wird.<\/p>\n\n\n\n
Anforderungen an industrielle Netzwerke<\/h2>\n\n\n\n
Die industrielle Umgebung unterscheidet sich von den meisten B\u00fcros und Rechenzentren. Die standardm\u00e4\u00dfige RJ45-Anordnung mit vier Twisted-Pair-Leitern, die f\u00fcrs B\u00fcro und den Hausgebrauch benutzt werden, ist f\u00fcr den industriellen Einsatz nur bedingt geeignet. Netzwerkkabel und Steckverbinder, die Produktionsanlagen und Sensoren mit Steuerungssystemen verbinden, m\u00fcssen rauen Betriebsumgebung und mechanischen Belastungen widerstehen. Schutz vor Umwelteinfl\u00fcssen wie dem Eindringen von Staub und Feuchtigkeit sowie Vibration sind erforderlich. In industriellen Schaltschr\u00e4nken mit begrenztem Platzangebot ist die Ger\u00e4tedichte hoch, und die Kabel m\u00fcssen sehr flexibel sein und einen engen Biegeradius zulassen. Auch der Schutz von Kabeln in Metallrohren f\u00fchrt zu Einschr\u00e4nkungen bei den verwendeten Kabelgr\u00f6\u00dfen.<\/p>\n\n\n\n
Die rasante Zunahme des Einsatzes von intelligenten, Edge-basierten IIoT-Ger\u00e4ten erfordert eine Stromversogung zus\u00e4tzlich zur kabelgebundenen Konnektivit\u00e4t. Ethernet bietet eine Power-over-Ethernet-F\u00e4higkeit (PoE), aber die Dicke, das Gewicht und die Kosten f\u00fcr die Installation eines herk\u00f6mmlichen achtadrigen Ethernet-Kabels schlie\u00dfen dessen Verwendung aus.<\/p>\n\n\n\n
Single Pair Ethernet; die perfekte Wahl f\u00fcr industrielle Anwendungen<\/h2>\n\n\n\n
Der Gigabit-Single-Pair-Ethernet-Standard (SPE), IEEE 802.3bp 1000BASE-T1, wurde 2019 eingef\u00fchrt. Es besteht aus einem verdrillten Zweileiterkabel. Die maximale \u00dcbertragungsdistanz betr\u00e4gt 15 Meter bei ungeschirmten Kabeln und 40 Meter bei geschirmten Kabeln. Im Vergleich zu einem normalen achtadrigen CAT-6 Ethernet-Kabel mit AWG 23-Leitern ist ein SPE-Kabel 60 % leichter und hat einen deutlich geringeren Durchmesser. Da der RJ45-Stecker f\u00fcr den industriellen Einsatz weniger geeignet ist, wurde nach anderen geeigneten Steckerformaten gesucht, die in einen Industriestandard \u00fcberf\u00fchrt werden k\u00f6nnten. Im M\u00e4rz 2020 wurde die IEC 63171 Steckernorm f\u00fcr SPE angek\u00fcndigt.<\/p>\n\n\n\n
In IEEE 802.3bu ist ein Standard f\u00fcr die Stromversorgung definiert, der als Power over Data Line (PoDL) bezeichnet wird. Neun Klassen von Strom- und Spannungskombinationen erm\u00f6glichen eine maximale Leistung von 50 Watt f\u00fcr das Endger\u00e4t. Die j\u00fcngste \u00dcberarbeitung des PoDL-Standards, 802.3cg, f\u00fcgt sechs Klassen hinzu (siehe Abbildung 2), die eine maximale Leistung von 52 Watt an die Last vorschreiben. Die Norm unterstreicht auch die Notwendigkeit eines geringf\u00fcgig gr\u00f6\u00dferen Leitungsdurchmessers und legt den maximalen Leitungswiderstand fest, um die h\u00f6chste Leistungs\u00fcbertragung zu erreichen.<\/p>\n\n\n\n
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Die Normen IEC 63171-1 bis 63171-6 definieren eine Gruppe von SPE-Steckerformaten – siehe Abbildung 3. Sie erm\u00f6glichen eine getrennte Stromversorgung und eine Stromversorgung \u00fcber die Datenleitung, Schutz gegen das Eindringen von Staub und die Verwendung von geschirmten oder ungeschirmten Kabeltypen. Robuste Rundsteckverbinder der g\u00e4ngigen Typen M8 und M12 mit Schutzklasse IP65\/67 sind im Programm.<\/p>\n\n\n\n Das bew\u00e4hrte Ethernet ist die Basis f\u00fcr ein robustes und zuverl\u00e4ssiges Unternehmensnetzwerk. Die darauf aufbauenden Standards IEEE 802.3bp Single Pair Ethernet und IEC 63171 SPE normieren Steckverbinder und Kabelaufbau incl. Stromversorgung f\u00fcr l\u00e4ngere \u00dcbertragungsstrecken bei hoher Datenrate. Die Verwendung eines einzigen Netzwerkprotokolls vereinfacht die Komplexit\u00e4t der Netzwerkinfrastruktur und die Kosten erheblich.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Der industrielle Fertigungssektor hat sich in den letzten zwanzig Jahren stark ver\u00e4ndert. Die Produktionsanlagen, dezentrale Steuerungen und Analysesysteme…\n","protected":false},"author":4,"featured_media":11763,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"csco_singular_sidebar":"","csco_page_header_type":"","csco_appearance_grid":"","csco_page_load_nextpost":"","csco_post_video_location":[],"csco_post_video_location_hash":"","csco_post_video_url":"","csco_post_video_bg_start_time":0,"csco_post_video_bg_end_time":0,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[957,176],"tags":[1165],"coauthors":[],"class_list":{"0":"post-12503","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-automation","8":"category-telekommunikation","9":"tag-iiot-de","10":"cs-entry","11":"cs-video-wrap"},"yoast_head":"\nSingle-Pair-Ethernet; stellt eine stabile Netzwerkverbindung vom Rechenzentrum zu den industriellen Endpunkten bereit<\/h2>\n\n\n\n
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