Single Pair Ethernet: ¿hacia dónde vamos?

¿Qué soluciones Single Pair Ethernet (SPE) son preferibles frente a los estándares de comunicación industrial existentes?

La tecnología Single Pair Ethernet (SPE) se considera una de las tendencias más importantes para el futuro de la comunicación industrial. Las ventajas de esta nueva tecnología de conexión de conductores de un solo par son la alta velocidad de transmisión de datos, la reducción de los requisitos de espacio y la disminución de los costos. Pero, ¿dónde se aplicará en el futuro, qué tipos de cable se necesitarán y cómo se comportará el SPE en comparación con los estándares de comunicación existentes? HELUKABEL abordó estas cuestiones en un seminario web titulado «Single Pair Ethernet Cabling«, que tuvo lugar como parte de la serie de seminarios web «SPE Pioneer Summit«.

Actualmente, se pueden encontrar varios sistemas de comunicación en el entorno industrial, como Profinet, CAT 5e y 6a, Industrial Ethernet o Ethercat. Sin embargo, Single Pair Ethernet tiene el potencial de sustituir estas tecnologías en numerosas aplicaciones, gracias a la transmisión de datos a velocidades de gigabit y a la alimentación simultánea a través de un solo par de cables. Esta solución inteligente, flexible y que ahorra costos y espacio, hace posible la comunicación en tiempo real hasta el nivel de campo.

Clasificación de cables SPE

Un requisito básico para el uso de SPE es disponer de la infraestructura técnica adecuada, desde los terminales y las conexiones de enchufe hasta el cableado. Para facilitar el cambio a los fabricantes y usuarios, se han definido para SPE las mismas clasificaciones de cables que ya se utilizan para Profinet:

• Tipo A: cables con hilo macizo para instalación permanente
• Tipo B: cables con conductores trenzados para aplicaciones flexibles o vibraciones
• Tipo C: cables con conductores trenzados para aplicaciones altamente dinámicas (como cadenas de arrastre)
• Tipo R: cables con conductores trenzados sometidos a pruebas de torsión para aplicaciones robóticas

Los cables para cadenas de arrastre y los cables para robots se diferencian principalmente por su respectivo apantallamiento diseñado para la capacidad de carga de flexión o torsión.

Tipos de cubierta

Además, se utilizan diferentes materiales de cubierta para cada tipo de cable para adaptarse a aplicaciones específicas. Los cables de tipo A y B suelen estar apantallados con PVC. También hay muchas alternativas libres de halógenos, seguras para los alimentos y resistentes a aceites y productos químicos entre las que elegir. Los cables de tipo C están disponibles en PUR, PVC y Santoprene, y los cables robóticos de tipo R también están disponibles en PUR y Santoprene.

Tabla 1: Propiedades de los diferentes materiales de cubierta de los cables SPE

Transmisión de datos

Para la transmisión de datos, Single Pair Ethernet ofrece varias opciones en términos de velocidad y alcance:

• 10BASE-T1: velocidad de datos de hasta 10 Mbit/s, alcance de hasta 1.000 m
• 100BASE-T1: velocidad de datos de hasta 100 Mbit/s, alcance de hasta 40 m
• 1000BASE-T1: velocidad de datos de hasta 1 Gbit/s, alcance de hasta 40 m
• MultiGigBASE-T1: velocidad de datos de hasta 2,5 / 5 / 10 Gbit/s, alcance de hasta 15 m

En el entorno industrial, 10BASE-T1 y 1000BASE-T1 son actualmente las más importantes. La tecnología MultiGig, aún en desarrollo, abrirá más posibilidades en el futuro. HELUKABEL ya ha incorporado a su cartera tres cables SPE diferentes para 10BASE-T1 y 1000BASE-T1, y la gama de productos se amplía constantemente.

SPE vs Profibus PA

Cuando se comparan las diferentes tecnologías de comunicación industrial existentes con Single Pair Ethernet, se ponen de manifiesto muchas ventajas en función de la aplicación. Por ejemplo, 10BASE-T1 obtiene una mejor puntuación que Profibus PA gracias a su rango de frecuencias significativamente mayor, que permite una transmisión de datos a una velocidad hasta 320 veces superior, lo suficientemente rápida para la transmisión de vídeos, por ejemplo.

Tabla 2: Comparación de SPE 10BASE-T1 con Profibus PA

SPE vs Profibus DP

En comparación con la tecnología USB, tanto 1000BASE-T1 como MultiGigBASE-T1 ofrecen una velocidad de transmisión de datos y un alcance significativamente mayores, así como un mayor suministro de energía. 1000BASE-T1 también es preferible debido a su menor diámetro de cable y menor peso, menor necesidad de cobre y radios de curvatura más ajustados que el cableado con Profibus DP, CAN o Ethernet Industrial.

*con alta velocidad 12 Mbit

Tabla 3: Comparación de SPE 1000BASE-T1 con Profibus DP

Webinar SPE – HELUKABEL

Puede encontrar más información en el webinar «Single Pair Ethernet (SPE) Cabling» que HELUKABEL realizó recientemente como parte de la serie «SPE Pioneer Summit» de la Red de Socios Industriales de SPE. El experto de HELUKABEL, Horst Messerer, ofrece una presentación detallada sobre las ventajas de la tecnología SPE en comparación con los estándares de comunicación existentes y explica qué cables y conectores están ya disponibles en el mercado.

Se puede acceder al seminario web de forma gratuita en cualquier momento.