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Single Pair Ethernet-Leitungen von SAB Bröckskes SPE: Leicht und flexibel Daten und Energie übertragen

Single Pair Ethernet (SPE) verbindet die weitverbreiteten Ethernet-Protokolle mit schlanken Kabeln und robusten Steckern. SAB Bröckskes liefert SPE-Leitungen für Automatisierung, Bahn und Robotik.

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(Bild: SAB Bröckskes)

Das SPE Partner Network, das die Entwicklung der SPE-Technologie vorantreibt, nennt Single Pair Ethernet (SPE) „die Infrastrukturgrundlage für das Industrial Internet of Things (IIoT) und Industrie 4.0“. Dank SPE lassen sich Daten und Energie über ein einziges Kupferadernpaar übertragen – ohne Bruch im Übertragungsprotokoll vom Sensor bis in die Cloud und über flexible, leichte und robuste Leitungen.

Ethernet wird bisher üblicherweise auf zwei oder vier Doppeladern übertragen, in der IT-Netzwerktechnik geht der Trend zu immer höheren Übertragungsraten. Ursprünglich aus der Automobilbranche stammen Überlegungen, das weitverbreitete Ethernetprotokoll als Ersatz für CAN- und andere Busse zu nutzen. In diesen Anwendungen werden tendenziell niedrigere Übertragungsraten benötigt, dafür stehen robustere, dünnere und leichtere Kabeln und Leitungen auf der Anforderungsliste.

Anbieter aus der Automatisierungstechnik, Gebäudetechnik und Robotik erkannten schnell das Potential dieser Technologie und entwickelten Protokolle, Stecker und Leitungen für SPE. Im Jahr 2018 wurden in einem internationalen Auswahlprozess durch die Gremien ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 und TIA 42 zwei einheitliche SPE-Schnittstellen festgelegt. Für die Gebäudeverkabelung ist in der Norm IEC 63171-1 das Steckgesicht der Firma CommScope festgelegt, für die Industrie und industrienahe Anwendungen setzte sich das Steckgesicht nach IEC 63171-6 (bisher IEC 61076-3-125) durch, das die Firma Harting unter dem Namen T1 Industrial entwickelt hatte.

SPE-Leitungen übertragen nicht nur Daten nach den Standards IEEE 802.3 und IEC SC46C mit bis zu 1GBit/s, sondern auch Energie. Hier kommt der Standard IEEE 802.3bu für Power over Data Line (PoDL) zur Anwendung, der die Übertragung von bis zu 60 Watt über einpaarige Leitungen ermöglicht. Zudem lassen sich unter anderem Leitungspaare in einer Leitung zusammenzufassen, um beispielsweise nah beieinanderliegende Sensoren extrem platzsparend mit dem Schaltschrank zu verbinden.

(Bild: SAB Bröckskes)

SPE-Leitungen im industriellen Einsatz müssen hohen mechanischen Belastungen, hohen Temperaturen und Chemikalien, Ölen und aggressiven Reinigungsmitteln standhalten können. Die von SAB Böckskes entwickelten Leitungen sind als Single Pair mit zwei Adern AWG 26/7 aufgebaut, im Vergleich zu den mehrpaarig verseilten Ethernet Leitungen sind die mechanischen Anforderungen an die Leitung deutlich höher. Die Vorgaben der Konstruktion müssen in der Fertigung zu 100 Prozent umgesetzt werden, damit die Leitungen die zugesicherten Eigenschaften über viele Jahre zuverlässig erfüllen.

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Single Pair Ethernet bietet handfeste Vorteile gegenüber bisherigen Ethernet-Kabeln und -Leitungen: Die SPE-Leitungen sind nicht nur bis zu 35 Prozent leichter, sondern bieten auch eine Platzeinsparung von bis zu 30 Prozent. Zudem sind die Leistungen weitaus flexibler, was unter anderem in Schleppketten oder Roboteranwendungen sehr wichtig ist. Im SPE Industrial Partner Network haben sich inzwischen etwa 40 Firmen zusammengeschlossen, die die Technologie und deren Standardisierung vorantreiben.

Relativ neu im SPE Partner Netzwerk ist der Kabel- und Leitungsspezialist SAB Bröckskes aus Viersen, der für industrielle Anwendungen eine Reihe spezialisierter Leitungstypen entwickelt hat. So wurde die Leitung CATLine SPE C-Track als dauerflexible Konstruktion mit einer speziell abgestimmten Verseiltechnik entwickelt, die für den harten Einsatz in Schleppketten mit hoher Reibung und ständiger Bewegung optimiert ist.

Die davon abgeleitete Konstruktion CATLine SPE Robot wurde an die speziellen Anforderungen in Roboterarmen mit Torsion von +/- 180° angepasst und bietet in diesen Anwendungen große Zuverlässigkeit. Die witterungsbeständige CATLine SPE Rugged wurde speziell für den Einsatz unter widrigen Umgebungsbedingungen im Innen- und Außenbereich entwickelt. CATLine SPE Rail erfüllt die bei Schienenfahrzeugen geforderte Norm EN 45545-2, die flammhemmende und selbstverlöschende Brandschutzeigenschaften definiert. Zudem lassen sich während des Lebenszyklus von Bahnfahrzeugen durch das geringe Gewicht der SPE Rail-Leitungen sechsstellige Eurobeträge einsparen. In der Version CATLine SPE HT ist die SPE Leitung von SAB Bröckskes hochtemperaturbeständig bis 180°C – im Vergleich zu 70°C bei den Leitungen C-Track und Robot beziehungsweise 125°C bei der Rugged-Ausführung. Zudem ist die HT-Variante flammhemmend und selbstverlöschend. SAB Bröckskes liefert neben den Standardleitungen applikationsangepasste Sonderlösungen, beispielsweise Hybridkabel mit Energieversorgung für Motoren und Sensorik.

Single Pair Ethernet bietet Nutzern in der Industrie, in Automatisierung und Robotik eine effiziente Lösung für die zuverlässige Übertragung von Daten und Energie über etablierte Protokolle.

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