¿El contexto?
La interoperabilidad de la infraestructura de automatización es un requisito previo para apoyar la productividad y, por tanto, el crecimiento de las empresas industriales. Esto ha puesto de manifiesto las oportunidades que ofrece SPE (Single Pair Ethernet) como tecnología revolucionaria. SPE es la plataforma tecnológica que permite la migración de diversas redes industriales heredadas a una capa física universal. Esto significa que la Industria 4.0 está un paso más cerca de proporcionar una única tecnología, desde los datos recogidos dondequiera que estén, pasando por la línea de producción hasta el centro de cálculo principal.
Los últimos avances en la comunicación de datos por Ethernet incluyen las opciones ampliadas que ahora están disponibles con los cables de dos hilos. Con la tecnología Single Pair Ethernet (SPE), los sistemas de automatización de edificios, las máquinas y las redes industriales heredadas pueden migrar a una única tecnología de red Ethernet. La principal ventaja es que ahora la energía y los datos pueden transportarse hacia y desde los dispositivos simultáneamente a través de un solo cable.
En resumen, ¿por qué el SPE?
SPE amplía las capacidades del Internet de las Cosas (IoT) y ayuda a las empresas a migrar más rápidamente a la Tecnología de Operación (OT) basada en Ethernet. También ofrece protocolos de comunicación comunes que son compatibles con la red informática más amplia. Esta expansión incluye soluciones de extremo a extremo para conectar interruptores, cables y sensores desarrollados por múltiples proveedores.
¿Panduit y SPE?
Como actor global en soluciones innovadoras de infraestructura física y eléctrica, Panduit es líder en el desarrollo de estos futuros estándares de comunicación. Bob Voss, ingeniero principal del departamento de investigación y desarrollo de Panduit, preside el subcomité de Ethernet de un solo par. El subcomité que preside se encarga de impulsar el desarrollo de una hoja de ruta coherente para Ethernet BASE-T1 como implementación de red preferida en una infraestructura de red única que integre las redes industriales en el entorno Ethernet. Este desarrollo sustituirá los vulnerables protocolos heredados por robustas redes IP que ofrecen mayores velocidades de datos y distancias de transmisión, así como ventajas en la seguridad de los datos y la red.
¿Las ventajas del SPE?
Las capacidades de SPE refuerzan la apuesta por una solución de red totalmente Ethernet. La ventaja para el usuario es que la red es más fácil de implantar y gestionar. En el futuro, la red de protocolo único proporcionará una mayor transparencia de los datos y aumentará la seguridad. El crecimiento del IoT y la digitalización de los procesos industriales requieren un Sistema de Información homogéneo en la empresa y favorecen la convergencia en la plataforma Ethernet.
El reducido número de pares utilizados para la comunicación reduce el tamaño de los cables y conectores, mientras que la tecnología proporciona tanto energía como datos a los dispositivos de borde dentro de una única conexión. El conector IEC 63171-1 Tipo 1 IP20 SPE de Panduit es un módulo de pequeño formato que ocupa menos de la mitad del espacio de una conexión RJ45 y cuenta con un mecanismo de bloqueo positivo para realizar conexiones seguras. El suministro de energía y datos integrado hace que las baterías o fuentes de alimentación locales sean redundantes. Esto simplifica el suministro de energía al tiempo que reduce el tiempo de instalación y optimiza el mantenimiento.
Además, la conexión del conector SPE es menos propensa a errores, lo que minimiza las repeticiones. Su menor peso y tamaño permite juntar varios arneses, lo que simplifica de nuevo su aplicación.
La ventaja de transmitir datos y energía a dispositivos remotos en paralelo a través de SPE es enorme. La norma IEEE 802.3bu prevé una alimentación de corriente continua descentralizada a través de la conexión SPE, denominada Power-over-Data-Line o PoDL. PoDL es comparable a la tecnología Power-over-Ethernet (PoE) para Ethernet estándar, que ya ha cambiado de forma decisiva el suministro de energía de la infraestructura de comunicación de datos en los edificios.
Otra ventaja del SPE es que se pueden reutilizar los cables preexistentes. Las máquinas y los sistemas que se instalaron con topologías de cable trenzado de un solo par pueden utilizarse ahora como soportes de cable SPE.
Gracias a las ventajas de las redes Ethernet e IP, la consolidación en entornos SPE también reduce los costes que no están directamente relacionados con la transmisión de datos. Las redes Ethernet son más rápidas y ofrecen tecnologías avanzadas como las redes sensibles al tiempo (TSN) y las redes definidas por software (SDN).
Rápido y fácil de usar
El SPE ofrece un mayor ancho de banda con velocidades de datos superiores de hasta 10 Mbit/s en distancias de hasta 1000 m. En comparación con los antiguos protocolos basados en RS-485, con una velocidad de conexión de sólo 31,2 kBit/s para los mismos 1000 m, la velocidad de transmisión es 300 veces más rápida.
La comodidad, el coste y la funcionalidad del SPE permiten un acceso de bajo coste para la migración o el despliegue gradual del SPE en un entorno industrial.
Conclusión
El triunfo del Internet de las cosas depende en gran medida de una tecnología rentable combinada con sensores de bajo coste para impulsar la coherencia y la escala. Es probable que los productos de automatización a gran escala sean los primeros en cambiar, mientras que los equipos especializados con protocolos más antiguos tardarán más en ser sustituidos. Si los usuarios se dan cuenta de la ventaja competitiva que ofrece la SPE, la implantación de dispositivos asociados aumentará de forma espectacular y la complejidad de la red se reducirá gracias a la convergencia en Ethernet.