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工业连接

浩亭讲堂:大牛说连接 | 一半数据一半能量,打响地球保卫战

  2019年03月29日  

  各位小伙伴,新一期浩亭讲堂准时开讲啦!

  明天是”地球一小时”活动,很多环保人士会在这一天关灯1小时,践行环保承诺。爱护地球,保护环境,需要从细处着手,比如,连接器这件“小事”上就蕴藏着节能环保的大学问。

  从家庭到工厂,连接无处不在

  先问大家一个小问题,哦,不,是三个问题:一栋普通3层小别墅有多少个网络接口?一个汽车生产车间呢?一栋普通3层办公大楼呢?是不是很难算清?看完下图就明白了。少则几十,多则成千上万个,移动互联时代,连接器无处不在。

  根据一份来自PNO的统计材料显示,截至2018年,全球工业以太网节点数量达到1.5亿个。随着物联网IoT、工业4.0的持续推进,一网到底万物互连的网络连接对以太网的需求将迎来爆发式发展。

  地球保卫战,什么样的连接才是对的?

  连接器,作为数据、电源、信号的重要接口,选择对了,不仅有利于生产制造,对于环保也是一件十分有意义的事。那么,你眼中的以太网接口什么样子,一口气能说出几个?

  本质上来说,所有线缆存在的本质就是能量的交换和传输。谁能做到能量的损失最小,谁就是超级大赢家。仔细一看,这个接口有8根线。如果能减少线缆,减少到2根还能保持所有性能,对于庞大的以太网需求而言,将是一个非常巨大的节约。

  工业以太网,需要什么样的连接?

  1973年,鲍勃.梅特卡夫写了一篇关于以太网潜力的文章,指出每一个节点有全球唯一的48位地址以保证以太网上所有节点能互相鉴别。后来,IEEE 802.3标准规范了以太网的技术标准,规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。双绞线以太网把每一个网段点对点地连起来,但是,最初是由两根线绕在一起进行数据传输,传输速率被限制在100Mbit/s。为了达到更高速率,不得不采用8芯 (4对)线进行传输。

  但在新通信技术的蓬勃发展下,8芯线直接影响到布线。抛开4对线缆传输过程中的互相干扰和对外界以及来自外界的干扰,单就电能在传输线路上由于发热造成的损失就无法避免!

  单对以太网,树立行业新标准

  为了解决上述问题,工业界针对能量损失启动了一项关于短距离传输的以太网协议:即15到40米范围内单对以太网。该协议在浩亭等公司的大力推广下已经公布在单对千兆以太网标准和802.3bw 100B.ase-T1,为了进行有效数据和能量的传输,PoDL(Power Over Data Lines)也被写进了IEEE 802.3bu。如下图所示:

  ● 根据IEEE 802.3af-2003标准,一台标称15.4W DC功率的以太网设备(最小值可为44V DC与350mA),其中稳定功率只有12.95W,损失的部分是由于双绞线中存在电力损耗。与之相应的竞争者USB 是2.5W,而火线接口IEEE1394也只有45W(线缆不得超过45米)。在IEEE 802.3bu定义里,单对以太网传输的能量可以高达50W!

  ● 传输巨大能量的同时,单对以太网的数据传输能力也毫不含糊。根据这份IEC 61156-11国际标准,单对以太网线缆可以传输最高1Gbs速率的数据,应用场合包括办公室,家庭和工业场所。而且根据即将公布的IEC 61076-3-125标准,单对以太网采用两芯连接器,需要达到600MHz传输速率。该标准还定义了接口的界面,以确保不同生产厂商的产品可以相互兼容,并且覆盖IP20 到IP65/67 等不同的应用场合。

  浩亭,单对以太网产品的革新者

  单对以太网是数据能量传输的一次重大革新,涉及范围广泛,从芯片到设备到接口。但广泛应用该技术预计还需要2-3年,从而市场上有更多的配套设备不断涌现。

  对此,浩亭也做了很多努力和尝试,推出各种不同的单对以太网接口形式,满足市场上对但对以太网接口的多样化需求, 比如矩形接口:Han? 3A (5类),Han? PushPull V4与V14 、4芯M12 D-编码等产品。

  这其中Tw1ster(简称T1)堪称单对以太网的典型代表,它使以太网接口变得简单且经济实惠,并且可以从云端到最小的传感器使用。T1将一对电线上的数据和电源带到以前无法实现的位置,从而挑战现有的总线系统。经过多阶段选择过程后,国际标准组织IEC已选择浩亭T1 Industrial作为工业应用的单对以太网配对面的未来。

  使用2芯线替代8芯线的以太网接口,一方面减少了线缆数量,另一方面也减少了发热损耗的能量,对环境的保护是一个非常积极的举措。通过一半数据一半能量的传输通道,减少一半的浪费,每时每刻都可以节约能源,加入我们一起打响地球保卫战!

标签:浩亭我要反馈
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