Ethernet löst Feldbus ab

Smarte Gebäude und Fabriken lassen sich durch das Internet of Things (IoT) noch einfacher und günstiger realisieren. Die Gewerke der smarten Gebäude- und Fabrikautomation und die strukturierte Arbeitsplatzverkabelung werden nahtlos via Internetprotokoll (IP) vereint.

So entfallen anwendungsspezifische Feldbussysteme und damit auch die teuren Gateways, komplexe Schnittstellen und unterschiedliche Protokolle.

Ein wichtiger Aspekt dabei ist: Für IoT-Netze sind hohe Datenraten nicht zwingend notwendig. Wichtiger ist, die zahlreichen Sensoren, Aktoren und Endgeräte unter teilweise harschen und engen Umgebungsbedingungen zuverlässig zu verkabeln. Klassische Kupferdatenkabel und RJ45-Stecker eignen sich zwar prinzipiell, sind auf die Dauer aber überdimensioniert. Sie kämen mit zunehmender Anzahl an Sensoren schnell an ihre Kapazitätsgrenzen.

SPE als schlanke Lösung

Das Single-Pair-Ethernet-(SPE-)Konzept stammt aus der Automobilindustrie, die eine schlanke Ethernet-Verkabelung für Fahrzeuge benötigte. Auf Basis der xBASE-T1 Protokolle lässt sich SPE auch in der Gebäude- und Fabrikautomation verwenden.

SPE benötigt – wie der Name sagt – nur ein einziges Adernpaar für die Datenübertragung. Für die Verkabelung reichen eine dünne Zweidrahtleitung und ein kompakter Stecker.

Gegenüber einer klassischen Ethernet-Verkabelung lässt sich die Zahl der möglichen Anschlusspunkte vervielfachen. Die Anbindung ans LAN erfolgt über Switches zentral im Stockwerkverteiler oder verteilt in der Zone bei den Service-Dosen.

Single Pair Ethernet arbeitet mit Übertragungsraten von 10 Mbit/s (10BASE-T1) bis 1 Gbit/s (1000BASE-T1). Die Link-Reichweiten betragen 15 bis 1000 Meter. Zudem kann eine SPE-Verkabelung die Endgeräte per Power over DataLine (PoDL) mit bis zu 50 Watt versorgen.

Hersteller wie R&M definieren gerade in internationalen Normengremien, wie SPE und die möglichen Anwendungen eingesetzt werden sollen. Ausserdem engagiert sich R&M in den Normengremien an prominenter Stelle und hat einen SPE-Stecker mitentwickelt. Es wird erwartet, dass bereits 2020 die ersten Endgeräte und Anwendungen auf Basis von 10BASE-T1 auf den Markt kommen werden.

Vorteile von SPE auf einen Blick

  • Durchgängig IP-basierte Übertragung
  • Herstellerneutrale Standardprodukte
  • Feldbussysteme können entfallen
  • Synergien senken Betriebskosten
  • Preiswerte, schlanke, leichte Kabel
  • Platzsparend und schnell verlegbar
  • Signifikant höhere Anschlussdichte als mit RJ45
  • Übertragungsraten bis Gbit/s
  • Reichweite bis zu einem Kilometer
  • Fernspeisung über das Kabel


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Matthias Gerber

By Matthias Gerber

Market Manager LAN