Single Pair Ethernet (SPE) ist ein Durchbruch in der Netzwerktechnologie, der die Komplexität beseitigt und die Ethernet-Kommunikation auf ein einziges verdrilltes Kabelpaar reduziert. Diese Innovation ist alles andere als trivial: Sie verspricht, Branchen zu revolutionieren, in denen eine minimalistische Verkabelung unerlässlich ist - man denke nur an intelligente Fabriken, Automobile und das sich ausbreitende Internet der Dinge (IoT). Durch die Bereitstellung von Ethernet-Geschwindigkeiten mit nur zwei Drähten reduziert SPE die Kosten, das Gewicht und den Energieverbrauch und erweitert gleichzeitig die Reichweite von Netzwerken an Orten, die bisher für herkömmliches Ethernet unzugänglich waren. SPE ist mehr als nur eine schlanke Lösung, sondern stellt eine Konvergenz von Effizienz und Leistungsfähigkeit dar und bietet einen Ausblick auf eine Zukunft, in der nahtlose, kostengünstige Konnektivität auf allen Ebenen der modernen Infrastruktur allgegenwärtig wird. 

SPE kann Datenübertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 10 Mbit/s über Entfernungen von bis zu 1.000 Metern oder höhere Geschwindigkeiten wie 1 Gbit/s über kürzere Entfernungen von bis zu 40 Metern liefern. Die Latenzzeit in SPE-Systemen ist in der Regel niedrig, was für Echtzeitvorgänge wie die industrielle Steuerung von entscheidender Bedeutung ist, wobei die Werte oft im Bereich von Mikrosekunden bis hin zu wenigen Millisekunden liegen. Jitter, die Schwankungen der Paketankunftszeiten, werden in SPE-Designs ebenfalls minimiert, wobei sorgfältig darauf geachtet wird, eine zuverlässige und vorhersehbare Kommunikation zu gewährleisten - wichtig für zeitkritische Netzwerke. Diese Kombination aus Einfachheit und Leistung macht Single Pair Ethernet zu einer vielseitigen und robusten Lösung für die nächste Generation der vernetzten Technologien.

Single Pair Ethernet (SPE) ist eine schlanke Netzwerktechnologie, die nur ein Kabelpaar für die Daten- und Stromversorgung verwendet und sich daher besonders gut für die industrielle Automatisierung, Automobilsysteme und das Internet der Dinge (IoT) eignet. Ihr minimalistisches Design unterstützt eine Vielzahl von Netzwerktopologien, darunter Punkt-zu-Punkt-, Daisy-Chain- und Sternkonfigurationen. In einer Punkt-zu-Punkt-Topologie bietet SPE eine direkte, effiziente Verbindung zwischen zwei Geräten, die sich oft über große Entfernungen erstrecken, ideal für Sensoren oder Steuerungen in industriellen Umgebungen. Bei Daisy-Chain-Topologien hingegen können mehrere Geräte in Reihe geschaltet werden, wodurch sich der Bedarf an komplexen Verkabelungsinfrastrukturen verringert. Die Fähigkeit von SPE, Daten und Strom (über Power over Data Line oder PoDL) über dasselbe Leitungspaar zu übertragen, erhöht seine Flexibilität und ermöglicht Sterntopologien, bei denen mehrere Knoten von einem zentralen Switch oder Controller ausstrahlen. Was SPE besonders attraktiv macht, ist die Tatsache, dass es das enorme Netzwerkpotenzial von Ethernet vereinfacht und auf Umgebungen ausweitet, die bisher auf primitivere Protokolle angewiesen waren. Durch die Unterstützung verschiedener Topologien und die Reduzierung der Verdrahtungskomplexität bringt Single Pair Ethernet die Eleganz und Skalierbarkeit von Ethernet an den Rand des Netzwerks und vereinheitlicht die Kommunikation von intelligenten Geräten in einer zunehmend vernetzten Welt.

Mit Single Pair Ethernet ist es nun möglich, Daten mit 10Mbps, 100Mbps und 1Gbps über ein zweiadriges Kupferkabel zu transportieren und gleichzeitig Endgeräte über Power over Data Line (PoDL) mit Strom zu versorgen. Die Datenraten und Kabellängen nach IEEE 802.3 lauten wie folgt:

Der 10BaseT1L-Standard, bei dem das "L" für "Long Range" steht, ist die in IEEE 802.3cg definierte Variante des Single-Pair-Ethernet mit erweiterter Reichweite. Er ermöglicht die Ethernet-Kommunikation über Entfernungen von bis zu 1000 Metern auf einem einzigen Twisted-Pair-Kabel. Im Vollduplex-Modus sendet und empfängt 10BaseT1L gleichzeitig Daten über ein einziges Leitungspaar. Ermöglicht wird dies durch die Echounterdrückung, eine Technik, die das eigene ausgehende Signal des Geräts vom eingehenden Signal subtrahiert und so die empfangenen Daten effektiv isoliert. Das System verwendet eine Bandbreite von 20 MHz und Kabel mit einer Impedanz von 100 Ohm, wie sie in industriellen Umgebungen üblich sind.

Ethernet APL (Advanced Physical Layer) basiert auf 10BaseT1L und erweitert es für die besonderen Anforderungen der Prozessindustrie, insbesondere in gefährlichen Umgebungen. Wie 10BaseT1L basiert es auf dem IEEE 802.3cg-Standard, erweitert die Infrastruktur jedoch um eine "Trunk-and-Spur"-Topologie, die für lange Kabelstrecken geeignet ist. Trunk-Kabel können bis zu 1000 Meter zwischen Feld-Switches in Zone 1-Bereichen verlaufen, während Spur-Kabel zwischen einem Switch und einem Gerät in Zone 0 bis zu 200 Meter lang sein können. Darüber hinaus umfasst Ethernet APL Sicherheitsmaßnahmen wie Eigensicherheit (IEC TS 60079-47) und Port-Profile, die es Feldgeräten ermöglichen, direkt über die Ethernet-Verbindung mit Strom versorgt zu werden - eine wichtige Voraussetzung für die Vereinfachung der Implementierung von Industriesystemen.

10BaseT1S, wobei das "S" für "short-range" steht, ist eine weitere Single-Pair-Ethernet-Variante von IEEE 802.3cg, die für kürzere Entfernungen konzipiert ist. Im Gegensatz zur Langstreckenversion arbeitet 10BaseT1S im Halbduplex-Modus und unterstützt sowohl Punkt-zu-Punkt- als auch Multidrop-Konfigurationen. In einer Multidrop-Konfiguration kann ein Bus von bis zu 25 Metern Länge mehrere Geräte aufnehmen, die jeweils über Stichleitungen von 10 Zentimetern Länge verbunden sind. Ein Switch ist nicht erforderlich, da der PLCA-Mechanismus (Physical Layer Collision Avoidance) den Datenverkehr effizient abwickelt, Kollisionen verhindert und eine geordnete Kommunikation gewährleistet. Die Norm schreibt mindestens acht Stichleitungen vor, das System kann aber weit mehr unterstützen und ermöglicht so vielseitige Netzwerkdesigns.

Ein wesentlicher Vorteil von Single Pair Ethernet ist die Reduzierung der Verkabelungskosten. Da nur ein Paar von Drähten benötigt wird, können die Installationskosten gesenkt und die Verkabelung vereinfacht werden. Dies ist besonders vorteilhaft in großen industriellen Anlagen oder in Szenarien, in denen viele Geräte über lange Strecken miteinander verbunden werden müssen.

Ein weiterer Vorteil von SPE ist die Unterstützung für Power over Data Line (PoDL). Dies ermöglicht es, Strom und Daten über dasselbe Kabel zu übertragen, wodurch zusätzliche Stromkabel und -anschlüsse eingespart werden können. Diese Funktion ist besonders nützlich in industriellen Umgebungen, in denen Geräte oft direkt mit Strom versorgt werden müssen, ohne separate Stromversorgungsleitungen zu installieren.

SPE bietet auch eine beeindruckende Reichweite von bis zu 1.000 Metern, was es für die Verbindung von Geräten über längere Distanzen in industriellen Netzwerken oder weitläufigen IoT-Anwendungen geeignet macht. Die Technologie ist zudem robust und für den Einsatz in rauen Umgebungen optimiert, in denen die physikalischen Bedingungen eine wichtige Rolle spielen.

Die Datenübertragungsraten von Single Pair Ethernet reichen typischerweise bis zu 1 Gigabit pro Sekunde (Gbps), was für viele industrielle Anwendungen und IoT-Szenarien ausreichend ist. Diese Geschwindigkeiten, kombiniert mit der einfachen Verkabelung und der Möglichkeit zur Energieübertragung, machen SPE zu einer flexiblen und zukunftssicheren Lösung.

Single Pair Ethernet erstreckt sich über mehrere Schichten des OSI-Modells, wobei der Schwerpunkt auf der physikalischen (Schicht 1) und der Datenübertragungsschicht (Schicht 2) liegt. Auf der physikalischen Schicht behandelt SPE die elektrischen und mechanischen Eigenschaften der Datenübertragung über ein einzelnes verdrilltes Leitungspaar und definiert, wie Bits kodiert und durch das Kabel gesendet werden. Auf der Datenverbindungsschicht legt SPE fest, wie Geräte in einem Netzwerk Rahmen austauschen, und gewährleistet eine zuverlässige Kommunikation durch Fehlererkennung und Flusskontrolle. Die Kernstandards, die SPE definieren, sind in der IEEE 802.3-Familie enthalten, insbesondere in Klauseln wie 802.3cg für Geschwindigkeiten von 10 Mbit/s und 802.3bw für 100 Mbit/s, mit laufenden Entwicklungen für höhere Geschwindigkeiten wie 802.3bp und 802.3ch. Diese Standards basieren auf der breiteren Ethernet-Familie und folgen denselben Grundprinzipien der MAC-Adressierung und der rahmenbasierten Kommunikation, sind aber für Umgebungen optimiert, die größere Entfernungen, kleinere Formfaktoren und die Stromversorgung über Datenleitungen erfordern. Kurz gesagt, SPE erweitert das etablierte Ethernet-Paradigma auf neue Kontexte und hält sich dabei an die gleichen strengen, allgemein anerkannten Standards.

Feldbus-Kommunikationsnetze, die häufig in Schaltschränken und Stromverteilern eingesetzt werden, wurden von mehreren wichtigen Normen und Organisationen geprägt. Dazu gehört CAN (Controller Area Network), ein robustes Netzwerkprotokoll, das ursprünglich für Automobilsysteme entwickelt wurde. CAN arbeitet mit einem einzigen, abgeschlossenen Twisted-Pair-Kabel und unterstützt eine Multi-Master-Architektur. Es ist bekannt für seine Zuverlässigkeit mit starken Fehlerkontrollmechanismen und bietet Datenraten von bis zu 1 Mbit/s über Entfernungen von 40 Metern. Wenn langsamere Datenraten akzeptabel sind, wie z. B. 5 Kbit/s, kann CAN bis zu 10 Kilometer weit reichen. Obwohl die Datenrate typischerweise bei 40 KByte/s liegt, gewährleistet CAN eine schnelle Nachrichtenübermittlung, wobei Signale mit hoher Priorität in weniger als 120 Mikrosekunden bei 1 Mbit/s übertragen werden, was es ideal für zeitkritische Anwendungen macht.

PROFIBUS (Process Field Bus), 1989 eingeführt, ist ein weiterer grundlegender Standard für die Feldbuskommunikation, insbesondere in der Automatisierungstechnik. Es gibt ihn in zwei Hauptvarianten: PROFIBUS DP, die am weitesten verbreitete Version für allgemeine Automatisierungsaufgaben, und PROFIBUS PA, der auf die Prozessautomatisierung spezialisiert ist. Beide Varianten ermöglichen eine geräteübergreifende Echtzeitkommunikation im industriellen Umfeld und sorgen für einen effizienten Datenaustausch in komplexen Anlagen.

RS-485, oder TIA-485, ist ein weiterer langjähriger Standard in der Welt der seriellen Kommunikation. Sie definiert die elektrischen Eigenschaften von Treibern und Empfängern, legt aber keine übergeordneten Protokolle fest. RS-485-Kabel verwenden in der Regel drei Drähte für den Halbduplex-Betrieb oder fünf für den Vollduplex-Betrieb, was Multidrop-Konfigurationen wie bei Ethernet ermöglicht, allerdings ohne die Möglichkeit, Strom über dieselben Datenleitungen zu liefern. Trotz der großen Reichweite, die mit der von 10Base-T1L vergleichbar ist, leidet RS-485 unter mehreren Einschränkungen. Es fehlt die Unterstützung von IP-Protokollen und Cybersicherheit, und der Datendurchsatz ist deutlich geringer als bei modernen Alternativen. Obwohl viele Kommunikationsprotokolle wie ModBus-Serial und PROFIBUS noch immer RS-485 als physikalische Schicht verwenden, wird die Technologie, obwohl sie ausgereift und weit verbreitet ist, aufgrund ihrer langsameren Datenraten und begrenzten Sicherheitsfunktionen zunehmend als veraltet angesehen. Das

Common Industrial Protocol (CIP) ist ein vielseitiges Kommunikationsprotokoll für die industrielle Automatisierung, das von der ODVA unterstützt wird. CIP bietet einen umfangreichen Satz von Nachrichten und Diensten, die auf die verschiedenen Aspekte der Fertigungsautomatisierung zugeschnitten sind - von der Steuerung und Sicherheit bis hin zu Bewegung, Synchronisierung, Konfiguration und Informationsaustausch. Eine seiner Hauptstärken ist die nahtlose Integration von Industriesystemen in Ethernet-Netzwerke auf Unternehmensebene und sogar in das Internet im weiteren Sinne, wodurch die Lücke zwischen Fabrikhallen und IT-Systemen auf Unternehmensebene geschlossen wird.

DeviceNet, ein weiteres bekanntes Protokoll in der industriellen Automatisierung, arbeitet über das Controller Area Network (CAN) und verwendet das Common Industrial Protocol (CIP) für die Kommunikation. Es definiert eine Anwendungsschicht, die eine Vielzahl von Geräteprofilen unterstützt, wodurch es sich für Anwendungen wie Datenaustausch, Sicherheitsgeräte und große E/A-Steuerungssysteme eignet. Der Schwerpunkt von DeviceNet auf der Interoperabilität zwischen Steuergeräten ermöglicht eine effiziente und zuverlässige Kommunikation in komplexen Automatisierungsumgebungen.

Das HART-Protokoll (Highway Addressable Remote Transducer) ist ein weit verbreiteter Kommunikationsstandard, der die digitale Kommunikation auf intelligente Weise in ältere analoge 4-20-mA-Systeme integriert. Unter Verwendung desselben Leitungspaares überträgt HART Daten mit 1200 Bit pro Sekunde sowohl im Punkt-zu-Punkt- als auch im Multi-Drop-Modus. Dies macht es zu einer effektiven Lösung für die Nachrüstung älterer analoger Systeme mit moderner digitaler Kommunikation, ohne dass eine umfangreiche Neuverdrahtung erforderlich ist - ein interessantes Merkmal für viele industrielle Anwendungen.

Ethernet-Kommunikationsnetze in industriellen Anwendungen werden von mehreren wichtigen Normen und Organisationen geregelt, die jeweils eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung einer nahtlosen Datenübertragung und -steuerung spielen. Eine der grundlegendsten ist IEEE 802.3, eine Arbeitsgruppe innerhalb des Institute of Electrical and Electronics Engineers, die die Standards für die physikalischen (PHY) und Data-Link-Schichten von Ethernet definiert, einschließlich der wichtigen MAC-Adresse. Im Februar 2019 veröffentlichte die Gruppe Spezifikationen für 10BASE-T1S und 10BASE-T1L unter dem IEEE 802.3cg-Standard und legte damit den Grundstein für Single-Pair-Ethernet in Kurz- und Langstreckenanwendungen. Gegenwärtig erweitert die Gruppe ihre Arbeit mit 10BASE-T1M, das eine größere Reichweite und Leistungsübertragung in Multi-Drop-Konfigurationen ermöglichen soll und unter IEEE P802.3da entwickelt wird.

Der Advanced Physical Layer (APL) baut auf diesen Ethernet-Normen auf, um die besonderen Anforderungen der Prozessautomatisierung und gefährlicher Umgebungen zu erfüllen. Auf der Grundlage der IEEE- und IEC-Normen verwendet Ethernet-APL Single-Pair-Ethernet (10BASE-T1L), fügt aber zusätzliche Definitionen hinzu, die die physikalische Schicht an die strengen Anforderungen der Prozessindustrie anpassen. Dies ermöglicht eine robuste Zweidraht-Ethernet-Konnektivität in Umgebungen, in denen Sicherheit und Zuverlässigkeit von größter Bedeutung sind.

Ein weiterer wichtiger Standard ist OPC-UA (Open Platform Communication - Unified Architecture), entwickelt von der OPC Foundation. OPC-UA bietet einen umfassenden Rahmen für den Informationsaustausch zwischen industriellen Automatisierungssystemen. Es legt ein Adressierungs- und Informationsmodell fest, das eine breite Palette von Anwendungen unterstützt, einschließlich Datenzugriff, Alarmmanagement und Dienstaufrufe, die alle über mehrere Transportprotokolle geschichtet sind. Dies macht OPC-UA zu einem leistungsstarken Werkzeug für die Vereinheitlichung und Rationalisierung der Kommunikation zwischen verschiedenen industriellen Systemen.

Die ODVA (Open DeviceNet Vendors Association) ist eine Organisation für die Entwicklung von Standards und ein Mitgliederverband, der sich aus führenden Unternehmen der industriellen Automatisierung zusammensetzt. Ihre Aufgabe ist es, offene, interoperable Kommunikationstechnologien für den industriellen Sektor zu fördern. Seit 2019 stellt die ODVA ihr geistiges Eigentum im Zusammenhang mit der Nicht-IEEE Single-Pair-Ethernet (SPE) In-Cabinet-Lösung zur Verfügung und bietet Anwendern detaillierte Einblicke in deren Vorteile und Auswirkungen. Diese Bemühungen unterstreichen das Engagement der ODVA für die Förderung von technologischer Zusammenarbeit und Innovation.

PROFINET International (PI) ist eine weitere wichtige Kraft in der industriellen Kommunikationslandschaft. Als globaler Industrieverband konzentriert sich PI auf die Standardisierung und Förderung von Kommunikations- und Informationstechnologien für die industrielle Automatisierung. PI hat eine entscheidende Rolle bei der Standardisierung der Advanced Physical Layer (APL)-Technologie gespielt und ist aktiv an der Gestaltung von SPE als offenem, interoperablem Standard beteiligt, der eine nahtlose Kommunikation in industriellen Umgebungen unterstützt.

PROFINET, ein industrieller Kommunikationsstandard, der oft als PROFINET (Process Field Network) geschrieben wird, ist speziell für die Übertragung von Daten über Industrial Ethernet konzipiert. Seine Stärke liegt in der Fähigkeit, Daten in Echtzeit und unter engen Zeitvorgaben auszutauschen, was ihn für die Steuerung und Überwachung von Anlagen in komplexen industriellen Systemen unverzichtbar macht.

Die Open Alliance ist eine spezielle Interessengruppe (SIG), die führende Vertreter der Automobilindustrie und Technologieanbieter zusammenbringt, um die Ethernet-basierte Kommunikation als Standard für die Vernetzung von Fahrzeugen zu fördern. Die Gruppe ergänzt bestehende Standards wie die von IEEE, indem sie PHY-Spezifikationen bereitstellt, die auf die besonderen Bedürfnisse des Automobilsektors zugeschnitten sind, und hilft so, die Einführung von Ethernet als wichtiges Kommunikations-Backbone in Fahrzeugen voranzutreiben.

Die Norm IEC 60603-7 definiert den weit verbreiteten RJ45-Steckverbinder, der ursprünglich für Telefonsysteme entwickelt wurde, heute aber den Grundstein für kabelgebundene Ethernet-Netzwerke bildet. Der RJ45-Steckverbinder, der sowohl in der TIA-968- als auch in der IEC 60603-7-Norm beschrieben ist, spezifiziert die physikalischen Abmessungen des Steckverbinders und die Verdrahtungsreihenfolge, um einheitliche und zuverlässige Verbindungen in lokalen Netzwerken (LANs) zu gewährleisten.

Die IEC 61850-Serie bietet einen umfassenden Rahmen für die Standardisierung von Kommunikationsnetzwerken und Datenmodellen in elektrischen Umspannwerken. Ein wesentliches Merkmal dieser Norm ist die Substation Configuration Description Language (SCL), eine XML-basierte Sprache, die herstellerunabhängige Beschreibungen von Geräten und deren Konfigurationen ermöglicht und so die Integration von Schaltanlagen verschiedener Hersteller vereinfacht.

Single Pair Ethernet (SPE) ist eine aufstrebende Technologie, die den wachsenden Bedarf an nahtloser, effizienter Datenübertragung in Branchen mit dezentralen, miteinander verbundenen Systemen erfüllt. SPE revolutioniert Branchen wie die Automobilindustrie, die industrielle Automatisierung und die Gebäudeinfrastruktur, indem es Netzwerkarchitekturen vereinfacht und gleichzeitig Hochgeschwindigkeitskommunikation über größere Entfernungen mit nur einem einzigen verdrillten Leitungspaar ermöglicht. In der Automobilherstellung wird SPE beispielsweise zunehmend für die Verbindung von Sensoren, Kameras und Steuergeräten in Fahrzeugen eingesetzt, was fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS) und Infotainment-Systeme im Fahrzeug mit minimalem Verdrahtungsaufwand ermöglicht. Die Industrieautomatisierung profitiert von der Fähigkeit von SPE, Sensoren, Aktoren und Edge-Geräte in intelligenten Fabriken miteinander zu verbinden und so den Datenaustausch in Echtzeit und die Kommunikation von Maschine zu Maschine in groß angelegten Betrieben zu fördern. Die Technologie setzt sich auch in der Gebäudeautomatisierung durch, wo sie Beleuchtung, HLK-Systeme und Sicherheitsgeräte in einheitliche, energieeffiziente Smart Grids integriert. SPE-fähige Geräte umfassen in der Regel kompakte Sensoren, Steuerungen und Aktoren, die eine optimierte Daten- und Energieübertragung erfordern.

In den Anwendungen, die heute von Single Pair Ethernet (SPE) bedient werden, hatten frühere Technologien wie traditionelles Ethernet über mehrpaarige Kabel, Feldbussysteme und CAN (Controller Area Network) ihre Berechtigung, insbesondere in der Automobil-, Industrie- und Gebäudeautomatisierung. Diese Altsysteme waren zwar zu ihrer Zeit effektiv, litten aber oft unter Einschränkungen bei der Datengeschwindigkeit, Komplexität und Skalierbarkeit. So erforderte das herkömmliche Ethernet in der Regel vier oder acht Drähte, was den Verkabelungsaufwand und die Installationskosten in die Höhe trieb, während die in Fabriken und Fahrzeugen üblichen Feldbus- und CAN-Netzwerke relativ niedrige Datenraten boten und in sich geschlossen waren, was die Integration mit modernen IP-basierten Systemen umständlich machte. SPE hingegen rationalisiert die Kommunikation mit nur einem Paar Drähten, wodurch die erforderliche physische Infrastruktur erheblich reduziert wird und dennoch hohe Datenraten und eine große Reichweite geboten werden.

Die Vorteile von SPE liegen in seiner Einfachheit und Effizienz: Es unterstützt sowohl die Datenübertragung als auch die Stromversorgung (Power over Data Line, PoDL) über ein einziges Kabel, was die Kosten und die Komplexität von Installationen senkt, die bisher eine separate Verkabelung für Strom und Daten erforderten. Darüber hinaus bringt SPE das allgegenwärtige, standardisierte Ethernet-Protokoll in Umgebungen, in denen früher Feldbusse dominierten, und ermöglicht so eine nahtlose Kommunikation von der Sensor- oder Aktor-Ebene bis hin zur Cloud. Dies führt zu einer verbesserten Skalierbarkeit, größerer Flexibilität für IoT-gesteuerte Systeme und höherer Geschwindigkeit, die für die heutigen intelligenten Fabriken, Fahrzeuge und Gebäude unerlässlich sind. Durch die Vereinheitlichung unterschiedlicher Systeme und die Reduzierung des Verdrahtungsaufwands senkt SPE nicht nur die Kosten, sondern erleichtert auch den Übergang zu intelligenteren, stärker vernetzten Umgebungen, in denen Echtzeitdatenaustausch und systemweite Steuerung von größter Bedeutung sind.

Aktuelle Markttrends, insbesondere das Aufkommen des Internets der Dinge (IoT), der intelligenten Fertigung und energieeffizienter Infrastrukturen, katalysieren die Einführung von Single Pair Ethernet (SPE) als Schlüsseltechnologie. Traditionell basierten industrielle Netzwerke auf einem Flickenteppich proprietärer Feldbussysteme, die zwar für die grundlegende Kommunikation zwischen Sensoren und Steuerungen ausreichen, aber den datenreichen Echtzeitanforderungen der heutigen vernetzten Geräte nicht gerecht werden. Auf dem Weg zu vollständig digitalisierten Ökosystemen, in denen jeder Sensor, jede Maschine und jeder Aktor für einen nahtlosen Datenaustausch vernetzt ist, sind die Grenzen älterer Kommunikationsprotokolle deutlich geworden. Hier kommt Single Pair Ethernet ins Spiel, eine optimierte Lösung, die die volle Netzwerkleistung von Ethernet - schnelle, IP-basierte Kommunikation - über ein einziges Kupferkabelpaar bereitstellt und damit sowohl die Kosten als auch die Komplexität drastisch reduziert.

SPE zeichnet sich dadurch aus, dass es sowohl Daten als auch Strom (über Power over Data Line, PoDL) über große Entfernungen übertragen kann. Damit ist es ideal für Branchen wie die Automobilindustrie, intelligente Gebäude und die Fabrikautomatisierung, in denen Platz-, Gewichts- und Strombeschränkungen kritisch sind. Da sich der Trend zu leichtgewichtigen, skalierbaren und energieeffizienten Technologien immer mehr durchsetzt, eignet sich SPE aufgrund seiner Einfachheit und Vielseitigkeit besonders für Umgebungen, in denen eine herkömmliche Ethernet-Infrastruktur zu schwerfällig wäre. Die Fähigkeit von SPE, die Universalität von Ethernet in jeden Winkel industrieller Systeme zu bringen - bei gleichzeitiger Reduzierung des Verkabelungsaufwands und Verbesserung der Energieeffizienz - passt perfekt zu dem allgemeinen Bestreben nach mehr integrierten, intelligenteren und nachhaltigen Technologien. In einer Welt, die zunehmend von Daten angetrieben wird, ist SPE in der Lage, die kleinsten, am weitesten entfernten Geräte mit der größeren digitalen Infrastruktur zu verbinden und damit die Funktionsweise der Industrie zu verändern.