Hocheffiziente industrielle Vernetzung mit der SPE

Mit dem Vormarsch von Industrie 4.0 erfordern industrielle Umgebungen leistungsstarke Netzwerklösungen, die große Entfernungen überbrücken und gleichzeitig die Infrastruktur vereinfachen können. Unser Team entwickelte eine Single Pair Ethernet (SPE)-Karte mit einer MCU von Texas Instruments, die auf die Anforderungen der industriellen Kommunikation zugeschnitten ist.

Diese Karte verwendet eine integrierte Ethernet-MAC-Schnittstelle und nutzt SPE als physikalische Schicht und bietet eine effiziente und weitreichende Lösung für moderne industrielle Anwendungen.

Herausforderung

Herkömmliche industrielle Netzwerke sind häufig auf komplexe mehradrige Verkabelungen angewiesen, was zu Herausforderungen wie erhöhter Signalverschlechterung über größere Entfernungen und hohen Installationskosten führt. Die Branche benötigte eine Lösung, die in der Lage ist, eine robuste Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung über größere Entfernungen aufrechtzuerhalten, ohne die Infrastruktur zu komplizieren oder Kosten zu verursachen.

Lösung

Unsere SPE-Karte integriert den Ethernet-MAC der TI-MCU und verwendet SPE als physikalische Schicht, was zu einer optimierten Netzwerklösung für große Entfernungen führt. Zu den wichtigsten Funktionen gehören:

• Integrierter Ethernet-MAC: Durch die Verwendung des MAC in der TI-MCU reduziert die Karte den Bedarf an externen Komponenten, spart Platz, Strom und vereinfacht das Design.
• Physikalische Schicht für Single Pair Ethernet (GESCHWINDIGKEIT): Die Spezifikation ermöglicht die Übertragung von Strom und Daten über ein einziges Adernpaar und unterstützt Kabellängen von bis zu 1.000 Metern. Diese Funktion senkt die Infrastrukturkosten erheblich und erweitert gleichzeitig die Reichweite des Netzwerks, ein entscheidender Vorteil für weitläufige Industriestandorte.
• Industrietaugliches Design: Die Platine ist auf Langlebigkeit ausgelegt und gewährleistet einen stabilen Betrieb in rauen Umgebungen, die für industrielle Umgebungen typisch sind, wie z. B. extreme Temperaturen, Vibrationen und elektromagnetische Störungen.

Umsetzung

Unser SPE-Board wurde in industriellen Umgebungen getestet, um seine Leistung über längere Kabellängen zu validieren. Durch die Verwendung von SPE als physischer Schicht bietet die Karte eine nahtlose Integration in vorhandene Ethernet-basierte Systeme und ermöglicht eine kostengünstige Datenübertragung über große Entfernungen mit minimalem Verkabelungsaufwand.

Suchergebnisse

Der Einsatz des SPE-Boards brachte mehrere bemerkenswerte Vorteile für industrielle Anwendungen mit sich: 

• erweiterte Netzwerkreichweite: Mit der Fähigkeit, Kabellängen von bis zu 1.000 Metern zu unterstützen, reduziert die GESCHWINDIGKEIT den Bedarf an zusätzlichen Repeatern oder Infrastrukturen, ideal für große Industriestandorte.
• Vereinfachte Verkabelung und Installation: Die einpaarige Verkabelung von SPE minimiert die Installationszeit und reduziert den Verkabelungsaufwand, was eine sauberere und effizientere Einrichtung ermöglicht.
• Verbesserte Zuverlässigkeit: Durch die Nutzung des integrierten MAC und der GESCHWINDIGKEIT als physikalische Schicht gewährleistet das Board eine stabile Datenverarbeitung mit geringer Latenz über große Entfernungen.

Schlussfolgerung

Unser SPE-Board mit einer TI-MCU mit integriertem Ethernet-MAC und GESCHWINDIGKEIT als physischer Schicht bietet eine innovative Netzwerklösung für industrielle Umgebungen, die eine größere Reichweite und eine vereinfachte Infrastruktur erfordern.

Mit reduziertem Verkabelungsbedarf, robuster Leistung und der Fähigkeit, bis zu 1.000 Meter abzudecken, adressiert diese Lösung kritische Herausforderungen in der modernen industriellen Kommunikation und entspricht den Industrie 4.0-Standards. Das zugehörige 3D-Modell des Boards demonstriert visuell sein kompaktes, langlebiges Design und unterstreicht seinen Wert in der industriellen Hochleistungsvernetzung über große Entfernungen.