随着单对以太网 (SPE) 在工业自动化中获得越来越多的关注，了解该技术可以为需要长距离传输数据但没有广泛速度或带宽需求的应用带来的潜在好处非常重要。现在是时候强调用两线线路替换四线线路在成本、安装和性能方面的具体优势，以便SPE可以自信地用于实践。

什么是单对以太网？

简单地说，单对以太网是一种电缆配置，它使用一对电线（或导体）以高达10 Mbps（未来可能高达 1 Gb/s）的速度传输数据。这种单对布线专为工业用户而设计，可支持高达52瓦的直流电源，涵盖距离最远1000 米的一系列需要电源和数据的设备。

单对以太网还为固定在物理位置且可能没有自己的电源的传感器提供可靠的电源（相对于无线）。

单对以太网在标准中也称为“双绞线”。该术语指的是这样一个事实，即一对由一对平衡的导体组成，每个导体承载不同的信号。最常见的配置是将两根电线绞合在一起。

单对以太网旨在满足工业制造用户的特定需求，这些用户是OT专业人员，关注连接传感器、执行器和继电器等低速设备，以及访问控制和照明应用。

对于他们的用例，OT专业人士想要一种更简单、低成本且节省空间的替代方案，以替代已成为办公、电信和数据中心主导网络技术的超快4对布线结构。由于技术原因，一根电线并不可靠，因此一对电线是最简单、最紧凑的配置。

OT专业人员还需要与其特定用例相辅相成的功能，在这些用例中，数据通常会长距离传输到工厂车间常见的传感器、执行器和其他类型的连接设备。 

他们还需要可以在现有设施内轻松改造的布线。从空间角度来看，单对以太网可轻松取代现有的双线系统，并与工业应用中常见的接线端子式连接兼容。

单对以太网最重要的好处很可能是它是一个熟悉的协议栈，为世界上大多数人所熟知。单对以太网提供的端到端工业以太网网络消除了对在各种现场总线上运行的大量专有协议的需求。

单对以太网技术的 6 大优势：

1. 较低的资本支出

IE（工业以太网）和SPE连接器与今天的 RJ45 和 M8 D编码连接器非常相似。尽管在SPE连接器中去除了四分之三的电线，但仍使用了额外的填充材料来保持电缆的圆形形状。根据所用电缆的类型，IE和SPE连接器之间的成本节省范围为13% 到 44%。购买更多数量的连接器时，可以节省更多费用。

然而，就资本支出而言，最显着的节省来自单对以太网可能实现的新网络拓扑。例如，取消网关并依赖单一通信网络可以为每个网关节省超过10000 美元。SPE使得将传感器和执行器集成到网络基础设施中变得更加经济。

2. 重量减轻和占地面积小

单对以太网技术允许使用更紧凑、更轻的电缆，与传统现场总线电缆相比，重量减轻50%，占地面积减少50%。这节省了机器人内部以及内墙和地板的宝贵空间。

以电动汽车生产为例来说明这些节省。设计工程师正在寻找减轻底盘重量的方法，以抵消电池和电动机等动力系统的重量。例如，一些设计师探索了去除汽车内线束中的屏蔽材料以减轻重量的方法。SPE为电动汽车减重提供了一种潜在的解决方案。

单对以太网在电动汽车的改造中也起着至关重要的作用。建议每10年将车辆返回工厂进行必要电子设备的翻新。底盘的结构不会改变，所以车内壁的厚度保持不变。SPE电缆可以减少安装所需的空间量。这种重量优势是端口密度（两个 SPE 端口 = 1 个 RJ45 端口）之外的优势，它支持旧车辆中的更多设备。

3、安装快捷、维护方便

SPE允许现场设备、传感器和执行器轻松集成到现有以太网环境中，无需额外的网关和接口，从而支持更快、更轻松的安装。这降低了新建工厂车间的材料和人工成本。

4. 简化网络

单对以太网 (SPE) 可以将自动化系统和传统工业网络引入单一以太网网络技术，同时为设备传输电力和数据。因为它们基于以太网协议，所以 SPE 设备的性能通常优于现场总线设备。

使用 SPE 将传感器和控件迁移到以太网可简化布线和管理，并有可能消除专用网络设备，从而将IP通信带到最低级别的自动化。

与现场总线协议和特殊解码器及终端的组合相比，使用SPE，故障排除和故障诊断变得更加标准化和易于访问，即使是最杰出的熟练技术人员也需要这些来解决性能问题。

5. 支持IT/OT融合和Sensor to Cloud

未来的工业环境需要灵活且适应性强的连接，以适应日益增长的需求。

SPE 是将有助于 IIoT、工业 4.0、IT/OT 融合以及从现场级传感器到云端的无缝数据传输的技术之一。这些创新共同创造了由单对以太网驱动的智能制造环境。

6.环境友好

最后，SPE 需要更少的自然资源（如塑料和金属）来构建基于以太网的基础设施和连接资产，从而帮助企业减少碳足迹并实现 ESG 目标。

随着工业 4.0 的发展，以及连接到工厂骨干网的传感器和执行器数量的持续增长，单对以太网将成为加速工业自动化的简单解决方案。