请关注一下单对线以太网SPE（三）（留言赠书）

剑指工控星期一, 08/05/2024 - 16:46 发表

在“剑指工控”网站上，我们谈Ethernet-APL 已经谈了很多了，而与之关系密切的单对线以太网SPE却没怎么说，其实SPE挺重要的，所以我就请大家关注一下单对线以太网SPE。

4 SPE与Ethernet-APL

SPE在2010年代起源于汽车行业，是一个早期采用的基于IEEE标准，它在工业网络的边缘创建一个统一的物理层，能够传输所有工业以太网变体，任何基于以太网的协议不需要转换，都可以在它上面运行。

随着网络边缘成为以太网的最终前沿，可提升网络边缘的速度、性能和安全性。从云到边缘的单一无缝协议的理想状态得以实现，呈现“一个环统治所有”的场景。

单对以太网标准的发展有一个良好的开端，在汽车行业显示出其优势，一个统一的通信协议而不是许多不同的现场总线系统具有许多优点，因此吸引了很多自动化专家的关注，当他们谈到车载以太网简化了布线并减轻了重量时，也认识到这样优势可以移植到过程工业。

Ethernet-APL是从2018年成立“APL项目组”开始启动的，到2021年6月“APL项目组”负责人发布新闻声明，正式推出Ethernet-APL技术并发布规格、工程指南和一致性测试计划。

Ethernet-APL是SPE的过程工业优化版本，两者都是基于IEEE 802.3 标准，都支持以太网的中立物理层解决方案，都提供了从上层到现场访问数据的可能性，都使用了交换机技术。特别是Ethernet-APL，它已经确定了两种类型的交换机:APL电源交换机 Power Switch和APL现场交换机 Field Switch。SPE和Ethernet-APL都使用了易于安装的技术：两线数据传输和供电，而且传输速度更快，距离更远。

Ethernet-APL是SPE在过程工业中的应用案例，由于Ethernet-APL是为特定目的而设计的，它的物理架构也允许在危险区域操作，Ethernet-APL允许APL电源交换机为APL现场交换机和多台现场设备提供电源，主干线长度可达1000米，以及A型现场总线电缆(IEC 61158-2)的潜在重用。

Ethernet-APL 与现有的SPE连接器标准兼容，该标准指定了通过M8和M12变体、具有IP20防水等级、以及屏蔽性能的连接器进行以太网传输。所以Ethernet-APL的创建是站在SPE的肩膀上，它将充分利用SPE的知识、技术及实践经验，不仅少走弯路，还能迅速推广应用。

又回到本节的标题：SPE与Ethernet-APL，按我的理解，相同的是：单对线“一网到底”；都可以采用PoDL数据线供电技术为终端设备同时供电；很多连接器可以公用。有差异的是：SPE问世的时间是2010年，早很多，而Ethernet-APL2018年才启动的；SPE包括的范围大一些，Ethernet-APL只是SPE的一部分。

5 SPE在汽车行业的应用

单对以太网起源于汽车行业。随着汽车上安装的传感器越来越多，线束变得越来越多，布线重量也越来越重。在汽车狭小空间里希望减少汽车布线的重量、降低成本又要满足超高数据传输率的可靠性，从而提高汽车厂商的竞争力。而单对以太网的布线结构不那么复杂，由此带来重量的减少和成本的节约。在稍早一点的汽车配线系统里，采用的是我们熟悉的现场总线CAN，这是与FF、PROFIBUS等齐名的最早列入现场总线标准的；当汽车功能越来越复杂、传感器数量越来越多时，又出现了CAN FD（可变速率CAN）这样的升级版；随着驾驶辅助系统（ADAS）、信息娱乐系统等技术的发展，目前对车载网络带宽的要求越来越高，已经超出了CAN、CAN FD等传统网络的承载能力，由此促进了车载以太网技术（见图6）的快速发展和应用。据介绍，车载以太网的技术可使得电缆重量减轻30%，连接成本降低80%，还可以简化安装过程。