سنسورهای صنعتی و اترنت تک-جفت

اگر هنگام مقایسه اجرای یک شبکه SPE با یک شبکه سنتی فقط از هزینه خرید استفاده کنید، نمی توانید هزینه واقعی مالکیت را تعیین کنید. محاسبه کل هزینه مالکیت SPE. در طول چرخه عمر شبکه باید چهار مرحله در نظر گرفته شود:

01 کسب

02 راه اندازی (تمایز بین نصب سخت افزار و راه اندازی نرم افزار)

03 عملیات

04 تعمیر و نگهداری

هنگام مقایسه هزینه های پیاده سازی یک شبکه SPE با شبکه های سنتی مبتنی بر فیلدباس یا رابط های سریال، هزینه خرید اغلب تنها هزینه در نظر گرفته شده است. هزینه ها و مزایای مراحل بعدی چرخه عمر، مانند راه اندازی، بهره برداری و نگهداری، به ندرت در نظر گرفته می شود. هنگام محاسبه هزینه تجهیزات، قیمت فرستنده‌های اترنت و مدارهای اضافی (قطعات مغناطیسی) اغلب با قیمت یک رابط ساده RS-485 یا RS-232 مقایسه می‌شود. با این حال، برای تعیین هزینه کل واقعی داشتن یک شبکه SPE، ضروری است که هر چهار مرحله نصب را با جزئیات بیشتری در نظر بگیرید.

ارتباط روان:

از حسگرها گرفته تا فضای ابری، SPE ارتباط یکپارچه ماشین-به-ماشین و ماشین-به-ارتباط یکپارچه را ممکن می‌سازد. شبکه شفاف مبتنی بر اترنت-از ارتباط مبتنی بر IP{6}} بین گره های انتهایی پشتیبانی می کند. شبکه های ناهمگن به دروازه هایی برای اتصال بخش های شبکه نیاز دارند که دید و دسترسی گره های انتهایی را محدود می کند.

پهنای باند بالا:

با استفاده از تنها یک جفت سیم برای انتقال، توان داده SPE از 10 مگابیت بر ثانیه تا 1 گیگابیت بر ثانیه در فواصل مختلف متغیر است (با افزایش فاصله، توان داده کاهش می یابد).

فاصله انتقال طولانی:

در مقایسه با سایر فناوری‌ها، SPE می‌تواند سرعت داده بالاتری را در فواصل طولانی‌تر حفظ کند. فاصله مربوط به پهنای باند گاهی اوقات به عنوان "محدوده پهنای باند" نامیده می شود. قابلیت منبع تغذیه از راه دور: SPE می تواند انرژی را از طریق ترکیبی از هسته های داده یا هسته های اضافی در کابل انتقال دهد و منبع تغذیه از راه دور (منبع تغذیه جدا از دستگاه) را فعال می کند.

انعطاف پذیری نصب:

در مقایسه با کابل‌های چهار{0}جفتی سنتی، کابل‌های SPE بر اساس سطح مقطع رسانا، قطر کمتری دارند که نصب در فضاهای محدود مانند کابینت‌های کنترل را سریع‌تر و آسان‌تر می‌کند.

امکان استفاده از SPE در سطح سنسور/محرک:

برای برآوردن نیازهای مختلف بازارهای هدف مختلف برای SPE، سازندگان تجهیزات استانداردهای پهنای باند، طول کابل و توپولوژی متفاوتی را برای لایه انتقال فیزیکی تعریف کرده‌اند.

پروتکل های صنعتی مختلفی برای لایه های بالاتر و همچنین انواع اتصال دهنده ها برای تکمیل محیط های مختلف صنعتی و الزامات آنها برای موارد زیر وجود دارد:

مقاومت در برابر گرد و غبار و رطوبت

مقاومت شیمیایی

استحکام در برابر استرس مکانیکی و تداخل الکترومغناطیسی (EMI)

با توجه به ترکیب‌های متعدد الزامات، سازندگان دستگاه‌های سازنده اجزای زیرساخت فعال و{0}}نهایی ممکن است این پیچیدگی را با ارائه راه‌حل‌هایی با نسبت‌های هزینه/فایده مقرون‌به‌صرفه، اما فقط برای برنامه‌های کاربردی خاص، برطرف کنند.

استانداردسازی اولیه و ایجاد استانداردهای صنعتی جهانی، در حالی که به طور بالقوه پذیرش کلی شبکه‌ها و فناوری‌های SPE را کند می‌کند، راهی ممکن برای غلبه بر این مشکل است.

تولیدکنندگان همچنین باید با این واقعیت روبرو شوند که قطعات الکترونیکی قبلاً برای کاربردهای خودرو ساخته شده است. اجرای آنها نیاز به تلاش بیشتری دارد. یک مثال برجسته سوئیچ ها و تراشه های فرستنده گیرنده چند پورت (PHY) برای SPE است که توسط سازندگان نیمه هادی ارائه شده است.

به عنوان مثال، در حال حاضر، RGMII، RMII، یا MII (رابط مستقل رسانه) برای اتصال سوئیچ ها و تراشه های PHY تک پورت- مورد نیاز است. تعداد زیاد سیگنال‌ها در این رابط‌ها، همراه با استفاده از تراشه‌های PHY تک پورت، منجر به مسیریابی سیگنال پیچیده‌تر روی PCB و افزایش فضای مورد نیاز می‌شود.

در حالی که رابط های مدرن (مانند SGMII) به 4 سیگنال در هر پورت نیاز دارند، رابط های MII به 16 سیگنال و رابط های RMII به 8 سیگنال نیاز دارند. علاوه بر این، هر تراشه PHY تک پورتی به رابط های مدیریتی MDIO و MDC نیز نیاز دارد.

در حال حاضر، تراشه‌های PHY چند پورت SPE مجهز به رابط‌های مستقل رسانه مناسب (مانند SGMII یا QSGMII) وجود ندارد. به طور خاص، برای 10BASE-T1L، این رابط‌های طراحی‌شده برای عملکرد گیگابیت، منطقه‌ای برای تمرکز تولیدکنندگان نیمه‌رسانا نیستند. با این حال، توسعه ASIC های سوئیچ به دلیل تقاضای پهنای باند به سرعت در حال رشد است، و بنابراین، رابط های MAC{7}}PHY متناظر با پهنای باند چند-گیگابیتی در حال بهینه سازی هستند.

SPE پتانسیل نوآورانه ای را برای متخصصان درگیر در هر چهار مرحله چرخه عمر نصب شبکه به ارمغان می آورد. این به شدت در فعالیت های مختلف استانداردسازی IEEE و سازمان های کاربر منعکس شده است.

علیرغم سابقه طولانی استانداردسازی IEEE، SPE هنوز یک فناوری نسبتاً جوان است و در درجه اول خود را در حسگرهای پیچیده‌تر و هوشمندانه‌تر قبل از اعمال بر حسگرهای ساده‌تر نشان می‌دهد. با بهبود در دسترس بودن قطعات و سخت افزار، SPE همچنان جایگاه خود را در بازار حسگرهای ارزان تر حفظ می کند و از هماهنگی اجزای شبکه اطمینان حاصل می کند.