Single-Pair Ethernet SPE / 1-parowy Ethernet – czyli nowa aplikacja 10Base-T1L dla IoT
Wszędzie ostatnio głośno o szybkich aplikacjach Ethernet powyżej 1Gbps, które to wdzierają się do naszych domów i miejsca pracy. W obecnych czasach nikt nie myśli nawet o takich reliktach przeszłości jak 10Base-T.
A jednak.
SPE (Single-Pair Ethernet)
Całkiem niedawno IEEE zatwierdziło nowy standard P802.3cg, czyli nową aplikację Ethernet 10Base-T1L. Jeżeli wydaje się Tobie, że to powrót do przeszłości to musisz wiedzieć, że to zupełnie coś innego niż 10Base-T. Ta nowa aplikacja ma niezliczone możliwości dla szerokiej gamy urządzeń IoT, które nie potrzebują szerokiego pasma i szybkiego transferu a najlepsze jest to, że wykorzystuje tylko jedną parę przewodów i obsługuje odległości aż do 1000m. To wiele zmienia – prawda.
Możemy sobie dzisiaj wyobrażać, jak to zmienia sposób podejścia do połączeń w świecie IoT – niezliczone ilości czujników, siłowników, sensorów, przekaźników itd. po 1 parze Ethernet z zasilaniem PoE do 1km.
Przyjrzyjmy się temu standardowi nieco bliżej.
Do tej pory magistrala komunikacyjna pomiędzy maszynami (M2M) oparta była na różnych standardach komunikacyjnych, które wykorzystywały różne przewody, odległości i złącza w zależności od aplikacji. Najbardziej popularnym złączem do tej pory w przypadku czujników, siłowników, przekaźników itd. jest blokowe złącze zaciskowe. Ze względu na tą różnorodność postanowiono opracować standard zapewniający interoperacyjność pomiędzy tymi systemami umożliwiając im działanie z standaryzowanym protokole komunikacyjnym eliminując zastrzeżone protokoły i interfejsy a na dodatek otwierając możliwość komunikacji z już istniejącymi systemami działającymi w tradycyjnej sieci LAN.
Dlaczego nie wykorzystano aplikacji 10Base-T działającej na 4-parowym kablu i interfejsie? To proste. Nie potrzebujemy tego. Urządzenia, o których mowa mają niskie zapotrzebowanie na transmisję danych i mogą z powodzeniem pracować wykorzystując jedną parę miedzi. Uzyskujemy w ten sposób solidne oszczędności zarówno od strony użytego materiału do połączeń, ale także mocno zwiększa nam się gęstość upakowania portów w szafach kablowych, gdyż złącze jest dużo mniejsze niż klasyczny RJ45.
Jakie mamy różnice?
W przeciwieństwem do 10Base-T, 10Base-T1L pozwoli na połączenia aż 10 złącz w torze transmisyjnym. Aplikacja ta uwzględnia także możliwości połączenia w topologii innej niż klasyczna gwiazda w zależności od zastosowanych urządzeń – pozwoli to na obsługę więcej niż 1 urządzenia w kanale. W jaki sposób zostanie to wykorzystane dowiemy się pewnie w najbliższej przyszłości, kiedy pojawią się na rynku pierwsze urządzenia wykorzystujące ten protokół.
Standard 10Base-T1L będzie umożliwiał także zasilanie poprzez tą samą parę przewodów, którą będzie biegła transmisja danych. Generalnie mamy do czynienia ze zmodyfikowanym PoE (Power over Ethernet), które tutaj nazywa się PoDL (Power over Data Lines) i umożliwia zasilenie urządzenia na odległość do 1000m mocą 13,6W.
10Bae-T1L podobnie jak inne komercyjne aplikacje będzie wspierane przez TIA oraz ISO/IEC. W chwili obecnej są prowadzone zaawansowane prace, które pozwolą oficjalnie wprowadzić standard do „obrotu”. Zresztą nie tylko ten jeden, bo towarzyszą im także aplikacje jednoparowe 10/100/1000 Base-T1, które używane będą w głównie w przemyśle motoryzacyjnym na krótkich odległościach do 15m i 40m.
ISO/IEC pracuje także nad opracowaniem standardów dla skrętki i złącz a także nad parametrami wydajnościowymi. Organizacje te już wybrały złącza, które będą stosowane, jako standard:
dla środowisk korporacyjnych wybrano propozycję Commscope, czyli zmodyfikowane złącze LC, które znamy doskonale z systemów światłowodowych – tutaj w nieco innej formie, bo w środku będziemy mieli dwie żyły miedziane.
dla środowisk przemysłowych wybrano propozycję firmy Harting z różnymi wersjami obudów.
Standard ANSI/TIA-568.5 już określa, w jaki sposób będziemy weryfikować wydajność zainstalowanego okablowania mierząc takie parametry jak IL, RL, tłumienność, PSANEXT, PSAFEXT, PSAACRF, TCL, ELTCL i opóźnienie propagacji.
