¿Qué es Single Pair Ethernet?

Single Pair Ethernet, o SPE para abreviar, es una comunicación basada en Ethernet que constituye la base de diversos protocolos de transmisión. El concepto de extremo a extremo permite la transmisión directa de datos entre el sensor y la nube, lo que se traduce en una comunicación fluida sin discontinuidad de medios en todos los niveles de la pirámide de automatización. Esto simplifica el acceso a los datos del sensor desde el nivel de campo y la implementación de aplicaciones. En algunos casos, la tecnología también se denomina incorrectamente "Single per Ethernet".

¿Qué significa el modelo OSI?

El modelo OSI (Open Systems Interconnection Model) es un marco conceptual que describe las funciones estandarizadas de una red de comunicaciones o informática. Divide la comunicación de red en 7 capas sucesivas, cada una de las cuales tiene tareas y funciones específicas. Ayuda a estructurar y normalizar la compleja comunicación de red. Single Pair Ethernet se sitúa en el nivel más bajo, la llamada capa física.

¿En qué se diferencia SPE de Ethernet tradicional?

La principal diferencia radica en el número de pares de hilos del cable de datos utilizado. Mientras que Ethernet tradicional utiliza 2 ó 4 pares de cables en función de la velocidad de transmisión, SPE sólo requiere un único par trenzado de hilos en el cable de datos apantallado. Además, la innovadora tecnología basada en la norma 10BASE-T1L permite longitudes de cable de hasta 1.000 metros, mientras que antes eran habituales longitudes de cable de sólo 100 metros.

¿Qué significa la abreviatura 10BASE-T1L?

La abreviatura 10BASE-T1L es un término formado por varios aspectos parciales que contiene la información relevante sobre la conexión de red. Por ejemplo, el número 10 indica la velocidad de transmisión de 10 Mbps. El término "BASE" se refiere al tipo de señal y significa que las señales Ethernet pueden transportarse a través del cable de datos. "T1" son las siglas de "Par Trenzado" y la abreviatura "L" de Larga Distancia, lo que significa que son posibles longitudes de cable de datos de hasta 1 km.

¿Cuáles son las ventajas de Single Pair Ethernet?

Single Pair Ethernet (SPE) ofrece varias ventajas, sobre todo en el campo de la automatización industrial y la conexión en red de dispositivos. Entre las ventajas más importantes se incluyen:

Reducción de la complejidad del cableado

SPE utiliza cables de datos de cobre de un solo par, en lugar de los habituales cables de datos de dos o cuatro pares. Esto simplifica la arquitectura/montaje del cable y reduce los requisitos de peso y espacio. Esto facilita enormemente la instalación y el tendido en máquinas y sistemas complejos, incluso en aplicaciones en las que el cable de datos está sometido a grandes esfuerzos de flexión.

Ahorro de costes

Menos material para los cables reduce los costes de los propios cables y de la instalación. También pueden reducirse los costes de mantenimiento.

Altas velocidades de transmisión de datos en tiempo real

SPE admite la transmisión de datos en tiempo real, lo que garantiza un mejor control de los procesos y una mayor seguridad en las aplicaciones industriales.

Alimentación a través de la línea de datos (PoDL)

Durante la transmisión de datos, la alimentación también se suministra a través del mismo par de cables. Esto facilita la alimentación de los dispositivos y elimina la necesidad de cables de alimentación independientes.

Conectividad e integración más sencillas

SPE facilita la integración en infraestructuras Ethernet existentes y es compatible con protocolos Ethernet estandarizados, lo que simplifica la conectividad y la integración en redes. Todo lo que se necesita es un conmutador Ethernet monopar con el correspondiente estándar IEEE 802.3 compatible del subgrupo tecnológico utilizado.

Mayor fiabilidad y robustez

Los sistemas SPE suelen estar diseñados para entornos industriales difíciles, por lo que son más resistentes a las influencias ambientales y al estrés mecánico.

Transmisión a larga distancia

SPE puede transmitir datos a distancias más largas que Ethernet convencional, lo que puede suponer una ventaja en grandes plantas industriales o edificios.

Preparado para el futuro

Con el creciente número de dispositivos IoT y la necesidad de conectarlos en red de forma eficiente, SPE ofrece una solución preparada para el futuro que sigue el ritmo de los requisitos de las aplicaciones de red modernas y futuras.

¿Para qué aplicaciones es adecuada la tecnología SPE?

Gracias a la conexión sin barreras de dispositivos de campo, Single Pair Ethernet es una puerta abierta a innovaciones de las que pueden beneficiarse muchos sectores y ramas de la industria. En particular, esto incluye redes industriales, aplicaciones de automoción, automatización de edificios y otras aplicaciones en las que se requiere una solución de cableado robusta, rentable o que ahorre espacio. Ethernet monopar también es la tecnología elegida para su uso en entornos industriales adversos o para la monitorización climática en grandes almacenes e invernaderos. Por último, la enorme longitud de los cables permite integrar sensores a grandes distancias.

¿Qué velocidades de transmisión de datos admite SPE?

Single Pair Ethernet (SPE) permite varias velocidades de transmisión de datos, que pueden variar en función de los requisitos técnicos y la longitud del cable. Entre ellas se incluyen:

10 Mbps (10BASE-T1 según la norma IEEE 802.3cg)

Estas velocidades de transmisión están diseñadas para aplicaciones en las que la fiabilidad es más importante que la alta velocidad. Se distinguen dos tipos principales:

• T1S (corta distancia): Esta variante está pensada para distancias cortas y admite el funcionamiento multipunto, en el que se pueden conectar hasta 8 dispositivos en un mazo de cables sin apantallar de hasta 25 metros de longitud.
• T1L (Larga distancia): Esta variante permite conexiones Ethernet punto a punto en una longitud de hasta 1.000 metros. En este caso se utiliza un cable bifilar apantallado, que también admite Power over Data Line (PoDL).

100 Mbps (100BASE-T1 según la norma IEEE 802.3bw)

Esta velocidad se utiliza a menudo en redes de automoción, donde ofrece un buen equilibrio entre velocidad y rentabilidad. Con un mazo de cables sin apantallar, la longitud máxima es de 15 m.

1 Gbps (1000BASE-T1 según la norma IEEE 802.3bp)

Esta velocidad de transmisión superior es ideal para aplicaciones que requieren una transmisión de datos más rápida, como en determinadas aplicaciones industriales o sistemas avanzados de vehículos. Se puede alcanzar una longitud de 15 m con un cable sin apantallar, mientras que un cable apantallado ofrece un alcance de hasta 40 m.

2,5/5/10 Gbps (Multi-Gig según la norma IEEE 802.3ch)

Las velocidades de transmisión de datos multi-gig se pueden utilizar para cubrir aplicaciones del sector de la automoción que requieren anchos de banda muy elevados, como los sistemas de asistencia al conductor o los sistemas de piloto automático. En este caso se puede alcanzar una longitud de 15 m con cables de datos apantallados.

¿Existen requisitos especiales para la instalación de SPE?

Varios factores son cruciales para garantizar una transmisión de datos eficiente y una red de extremo a extremo. Entre ellos están el tipo y la calidad de los cables, el hardware apto para SPE (conmutadores SPE, routers y dispositivos finales) y los conectores y conexiones adecuados. También es necesario planificar cuidadosamente el diseño de la red, tener en cuenta las condiciones ambientales y realizar una instalación profesional.

¿Qué fabricantes ofrecen sensores Single Pair Ethernet?

La tecnología Single Pair Ethernet es una tecnología innovadora que hasta ahora sólo ofrecían empresas individuales de tecnología de sensores y automatización. Dos alianzas diferentes de impulsores tecnológicos la comercializan con éxito. La más conocida es la Single Pair Ethernet Systems Alliance, que en su directorio de miembros ofrece un buen resumen de posibles proveedores de sensores y tecnología.

¿Cuáles son los objetivos de Single Pair Ethernet Systems Alliance?

La Single Pair Ethernet Systems Alliance se centra en el desarrollo, la normalización y la difusión de SPE. Sus principales objetivos son:

1. Promover la tecnología SPE: Uno de los principales objetivos de la Alianza es dar a conocer las ventajas y posibilidades de aplicación de la SPE. Esto incluye destacar la eficiencia, las ventajas económicas y la mejora del rendimiento que la SPE ofrece frente a las soluciones Ethernet tradicionales.
2. Desarrollo y normalización: La Alianza trabaja en el desarrollo y la normalización de la SPE para garantizar una amplia interoperabilidad y compatibilidad entre distintos dispositivos y sistemas. Esto incluye trabajos sobre especificaciones técnicas, requisitos de rendimiento y normas.
3. Colaboración entre miembros: La Alianza fomenta la colaboración entre sus miembros, que proceden de diferentes industrias y sectores. Esto facilita el intercambio de conocimientos y experiencias y apoya el desarrollo de soluciones SPE innovadoras.
4. Desarrollo del mercado: Apoya el desarrollo del mercado de la SPE a través de diversas iniciativas, como actividades de marketing, ferias comerciales y conferencias para que la tecnología sea accesible a un público más amplio.

¿Cuál es el futuro de Single Pair Ethernet?

Single Pair Ethernet se considera pionera de la automatización de procesos y tiene el potencial de cambiar fundamentalmente la forma en que se transmiten los datos en aplicaciones industriales y relacionadas con la industria. Por ello, goza de una aceptación industrial cada vez mayor y desempeñará un papel clave en las aplicaciones IoT del futuro. Entre ellas se incluyen aplicaciones para ciudades inteligentes, edificios inteligentes, vehículos conectados y mucho más. Desde un punto de vista técnico, no hay nada mejor que Single Pair Ethernet.