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Conectando sistemas IIoT: Ethernet de un solo par (SPE)

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Ethernet de un solo par

El uso de un solo par trenzado no es algo nuevo y de ninguna manera se supone que reemplace al actual estándar Ethernet de cuatro pares.

Las características de Ethernet de un solo par abarcan cables más delgados y ligeros, lo que se traduce en mejoras en eficiencia de espacio, simplicidad de ensamblaje y facilidad de instalación. En comparación con un cable Cat 6A de cuatro pares con conductores AWG 23, una versión de un solo par es un 60 por ciento más liviana.

De acuerdo con los conceptos de Power over Ethernet (PoE), Ethernet de un solo par incluye la capacidad de Power over Data Line (PoDL) de 50 W / 48 V. Estos beneficios ofrecen ventajas significativas a una amplia gama de aplicaciones de automatización de edificios e IIoT. Muchos dispositivos IIoT no requieren grandes cantidades de energía o acceso a un ancho de banda significativo, por lo que SPE se está convirtiendo rápidamente en la infraestructura de comunicación preferida para IIoT.

La Figura 1 muestra un escenario de implementación típico donde se despliega Ethernet de cuatro pares y Ethernet de un solo par convencionales. SPE también es un candidato ideal a la hora de reemplazar los protocolos de automatización industrial de Fieldbus heredados.

Los estándares iniciales 802.3 SPE ‘T1’- por favor, vea la Figura 2 – ofrecen capacidades de distancias de enlace de 15 m (sin blindaje) o 40 m (blindado) con un ancho de banda multi-gigabit. Los anchos de banda actuales se indican en verde, con la evolución de los futuros estándares previstos en gris.

Estándares IEEE 802.3 actuales y futuros para Ethernet de un solo par
Estándares IEEE 802.3 actuales y futuros para Ethernet de un solo par

Los fabricantes de sistemas de automoción impulsaron el estándar inicial IEEE 802.3bw 100BASE-T1 de 100 Mbits/s. Con respecto a Cat 6 Ethernet IEEE 802.3ab, que opera con un ancho de banda de 125 MHz y utiliza los cuatro pares, el 802.3bp necesita rendir a 600 MHz para lograr la misma velocidad de transferencia de datos de 1 Gbit /s 1000BASE-T1.

Capacidad de alimentación a través de la línea de datos (Power over Data Line – PoDL)

La especificación IEEE 802.3bu-2016 estipula diez clases (0 – 9) de capacidad de suministro de energía hasta un máximo de 50 W (Clase 9) en el dispositivo conectado – por favor, observe la Figura 3. Cada clase ofrece un rango de tensiones de trabajo y corriente máximas para entregar una potencia nominal máxima.

Clases de alimentación PoDL para Ethernet de un solo par
Clases de alimentación PoDL para Ethernet de un solo par

El estándar IEEE 802.3cg-2019, que fue publicado el 5 de febrero de 2020, agregó seis clases PoDL adicionales (10-15) para soportar nuevos casos de uso y una potencia máxima ligeramente revisada de 52 vatios en el dispositivo. El diámetro del conductor necesita aumentar en consecuencia para cumplir con las clasificaciones de potencia más altas.

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