Industrielle Automatisierung

Hürden der Single Pair Ethernet Verbreitung bewältigen

Chen Zhang

Single Pair Ethernet (SPE) ist zwar bereits seit geraumer Zeit im Gespräch, jedoch war die Akzeptanz in der Branche bislang noch nicht gegeben. Heute’ s gewinnt schnell an Bedeutung als Möglichkeit, Ethernet über ein einzelnes Twisted Pair bereitzustellen— anstelle der zwei oder vier Paare, auf die sich die meisten anderen Datenübertragungsmedien verlassen.

 

Zu den zahlreichen Vorteilen von SPE-Kabeln gehört, dass sie leichter als herkömmliche Kabel sind, schneller und einfacher installiert werden können und eine ausgezeichnete Palette und Geräteabdeckung haben. In den letzten Jahren gab es jedoch’ Es gibt einige Gründe, warum einige Fachleute in der Branche zögern, Single Pair Ethernet in Betracht zu ziehen. In diesem Blog diskutieren wir diese Hürden und erklären, wie sie’ Sie werden überwunden.

 

Das Single Pair Ethernet-Ökosystem

 

Zu den häufigsten Bedenken gehört die Frage, ob die SPE-Wertschöpfungskette oder das Ökosystem dazu bereit ist. Sind beispielsweise Chip-PHY-Hersteller’ Produkte, die auf IEEE 802.3da 10BASE-T1S unterstützt werden? Welche Steckverbinder sollten verwendet werden? Sind alle Standards veröffentlicht und ist eine Investition sicher? Gibt es Anwendungsfälle für SPE-Produkte in verschiedenen Branchen?

 

Diese Fragen— zusammen mit vielen anderen— Beschreiben Sie die Schwierigkeiten, mit denen traditionelle Industrieunternehmen bei der Einführung von SPE konfrontiert sind. Wenn es keine’ Wenn es auf diese Art von Fragen keine soliden und leicht zu findenden Antworten gibt, werden sie zu Engpässen, die die Einführung der SPE-Technologie verlangsamen. Zum Glück kooperiert die Branche, um diese Fragen zu behandeln, so dass Installateure und Benutzer eindeutige Antworten haben und wissen, wie sie Single Pair Ethernet einsetzen können.

 

Sobald diese Fragen beantwortet sind, müssen Unternehmen über die Rolle nachdenken, die sie’ Sie erfahren, welche Rolle Sie im SPE-Ökosystem spielen und wie die Technologie mit Ihren internen Kernkompetenzen übereinstimmt.

 

Abwärtskompatibilität

 

Der Wissenschaftler Carl Shapiro hat die Rolle von Standards in seinem Aufsatz “The Art of Standards Wars” sehr gut kategorisiert und überzeugende historische Beispiele angeführt, etwa Nord gegen Süd bei der Spurweite von Eisenbahnen im 19. Jahrhundert, Edison gegen Westinghouse sowie Wechselstromerzeugung und -verteilung und Farbfernsehstandards. Das Dokument erläutert strategische Überlegungen und zeigt auf, wie man in stark regulierten Branchen Kunden gewinnen kann. Darüber hinaus geht es bei den Normen im Wesentlichen um die Förderung von Größenvorteilen zum Nutzen der Anwender.

 

Single Pair Ethernet ist eine radikale und revolutionäre Technologie mit überlegener und überzeugender Leistung. Radikale Technologien sind oft nicht abwärtskompatibel mit älteren Produkten oder Technologien.’ Damit neue Technologien ihre volle Leistung und ihre Vorteile entfalten können, sind alte Assets oftmals durch moderne Geräte zu ersetzen.

 

Andererseits bietet die inkrementelle Entwicklung in der Regel den Vorteil der Rückwärtskompatibilität. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn bereits etablierte Systemumgebungen und eine Kompatibilität der Wertschöpfungskette für die bestehende Technologie vorhanden sind; dennoch ist Aufklärung wichtig.

 

Durch Unterstützung der Abwärtskompatibilität lassen sich bei gleicher oder besserer Leistung auch die relativen Einheitskosten niedriger halten. Aktuelle Beispiele aus der Computerindustrie beinhalten beispielsweise den Übergang von USB 2.0 zu USB 3.0 und PCIe 3.0 zu PCIe 4.0.

 

Es wurde versucht, einfache Migrationspfade für die SPE-Technologie zu finden. Beispielsweise sehen die Normen IEC 63171-2 und IEC 63171-5 die Kompatibilität von Vier-Kammer-Steckverbindern mit den bestehenden vierpaarigen Verdrahtungssystemen und RJ45-Schnittstellen vor, wurden aber von der Single Pair Ethernet System Alliance abgelehnt. Die bestehenden, alten M12 A-kodierte Steckverbinder wurden zur Verwendung als SPE-Steckverbinder vorgeschlagen; in der Prozessindustrie. Die Kunden haben ebenfalls ein Interesse an der Wiederverwendung bestehender PROFINET-Kabel für SPE gezeigt. Das geht, aber nur in bestimmten Situationen. Es kommt auf die Installation an.

 

Die psychologischen und finanziellen Hindernisse bei der Akzeptanz und Einführung neuer und leistungsfähigerer Produkte sind niedriger. Diese Beispiele zeigen, dass es einen klaren und einfachen Migrationsweg gibt, der es den Benutzern ermöglicht, die Interessengruppen von den Vorzügen zu überzeugen und veraltete Assets nach und nach zu aktualisieren, was die betriebsbereiten Risiken der Einführung verringert. In der Vergangenheit schien es bei SPEs hohe Einsätze zu erfordern, um in den vollen Genuss der Vorteile zu kommen,—aber das verbessert sich.

 

Das Investitionsrisiko

 

Beim Umgang mit neuen Technologien ist es für alteingesessene Unternehmen oft schwierig, die Höhe der Investitionen zu auszugleichen.

 

Die Nichtbeteiligung an einer revolutionären Innovation wie SPE scheint eine relativ sichere Entscheidung zu sein, allerdings besteht die Gefahr, einen Wettbewerbsvorteil zu verlieren und auf dem Markt abgehängt zu werden. Kodak und Nokia sind zwei namhafte Beispiele für Unternehmen, die sich entschieden haben, nicht in revolutionäre Technologien zu investieren, und deshalb überflüssig geworden sind.

 

Es gibt aber auch Beispiele von Unternehmen, die in neue Technologien investieren und trotzdem keinen Erfolg haben. Der Schlüssel zum Erfolg ist von zwei Dingen abhängig:

 

  1. Vom Zeitpunkt, zu dem man sich entscheidet, dabei zu sein, und von der Rolle, die man spielt (Innovator, Early Adopter, Early Majority usw.)
  2. Die Bereitschaft des Technologie-Ökosystems

 

Basierend auf Marktforschungen wurde die Größe des globalen Steckverbindermarktes Ende 2021 auf $62,7 Milliarden geschätzt. Entsprechende SPE-Steckverbindertypen machen etwa 2 % dieses Gesamtumsatzes (1,25 Milliarden US-Dollar) aus. Nach dem Gesetz der Diffusionstheorie würde die Größe der Innovatorenbranche (2,5 %) von 1,25 Mrd. USD etwa 30 Mio. USD Umsatz von allen Akteuren im Ökosystem insgesamt bedeuten, und die Early Adopter (13,5 %) würden etwa 170 Mio. USD generieren, um den Wendepunkt des Marktes zu erreichen.

 

Das Gesetz der Innovationsdiffusion

 

Das Gesetz der Innovationsdiffusion – Diagramm

 

Angelehnt an Innovationsdiffusion, Wikipedia

 

Es lässt sich leicht ableiten, wie viele passive SPE-Verbindungsprodukte verkauft werden müssen, bis das Ökosystem als ausgereift angesehen wird. Obwohl der Wandel gerade erst beginnt, wird er sich weiter beschleunigen.’

 

Die Frage, wer die ersten Anwender sein werden und ab wann der Wendepunkt der Branche zu erwarten ist, wird für jedes traditionelle Unternehmen zu einer entscheidenden Frage werden, um für sich den richtigen Zeitpunkt für den Übergang festlegen zu können.

 

Die Pandemie

 

Die weltweite Pandemie hat auch das Wachstum des SPE-Ökosystems vorübergehend beeinträchtigt. Das Wachstum des Ökosystems ist abhängig von der Interaktion und Zusammenarbeit der verschiedenen Unternehmen auf jeder Stufe der Wertschöpfungskette.

 

Virtuelle Ad-hoc-Sitzungen und die Absage von Events und Messen haben sich trotz der einfachen Kapitalbeschaffung wesentlich auf das SPE-Ökosystem ausgewirkt.

 

Die Handlungen der Hersteller

 

Der Übergang von Multi-Pair Ethernet zu SPE erfordert ein Handeln aller Beteiligten. Beispielsweise werden die Hersteller von Geräten weiterhin neue SPE-Technologien übernehmen und einbinden, so dass Hardware und Software für SPE-Produkte der nächsten Generation entwickelt werden. Die Endgerätehersteller müssen neue PCB-Hardware zur Integration neuer ICs für die Signalmodulation bauen. Unternehmen, die Steckverbinder herstellen, sollten sich auf neue Normen verständigen, um die Kompatibilität zu maximieren.

 

Die Handlungen, die diese Hersteller jetzt ergreifen, werden es Integratoren und Maschinenbauern ermöglichen, Lösungen für geeignete Anwendungen in verschiedenen vertikalen Bereichen zu entwickeln, um einen Mehrwert für Asset-Eigentümer und Betreiber einzubringen.

 

Belden leistet seinen Beitrag, um Single Pair Ethernet auf den Markt zu bringen, so dass Unternehmen von den Vorteilen profitieren können, die es zu bieten hat.

 

Unser Single Pair Ethernet-Portfolio an Verkabelungs- und Verbindungsprodukten wurde entwickelt, um die Ethernet-Verbindungsmöglichkeiten in anspruchsvollen Umgebungen, darunter in Industrie- und Verkehrsbetrieben, zu optimieren.

 

Gemeinsam bilden diese Systeme die Grundlage für die Echtzeitkommunikation zwischen allen Geräten im Netzwerk, dem Unternehmens-Backbone und der Cloud, um die Effizienz der Prozesse zu verbessern und die Betriebskosten zu senken.

 

Angesichts der Weiterentwicklung der Industrie 4.0 und der wachsenden Anzahl von Sensoren und Aktoren die mit dem Unternehmens-Backbone in Verbindung stehen, ist Single Pair Ethernet eine unkomplizierte Lösung für die weitere industrielle Automatisierung.

 

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Single-Pair-Ethernet-Konsortium: Einführung von Single-Pair-Ethernet in die Automatisierung von Gebäuden