全新的SPE标准大大简化了面向数字AI服务与智能工厂的工业物联网网络构建过程。

单对以太网（SPE）已在汽车、自动化及物联网行业得到了充分验证。随着软件定义车辆对连接性需求日益增长，需要在车辆有限的空间内采用安全且紧凑的布线方案，连接用于自动驾驶、电池管理及驾驶辅助系统的传感器与控制单元。经过多年的协议与接口开发，业界已成功设计出采用单对双绞线的新型连接器解决方案。这一进展体现在新的混合连接器标准IEC 63171-7（ED2）中，该标准为实现全面的互操作性奠定了基础。

由Profibus用户组织（PNO）发起的IEC 63171-7 ED2标准是一项新的行业标准，为单对以太网的进一步发展与成功奠定了重要基础。

SPE连接方案

SPE连接方案应用广泛

将供电与数据传输集成于单根电缆中的远距离传输技术，在工业网络领域尤为重要，因为工业4.0、数字化及网络化应用正变得愈发关键。尽管工业网络中亦采用其它协议，但以成本效益高、可持续且高效的方式访问数据，需采用一系列复杂的连接方案。例如，随着物联网应用中的传感器与执行器技术能够提供可由人工智能系统进行分析的信息，用于实施预测性维护或仿真分析的需求持续增长。SPE技术为上述挑战提供了优异解决方案，并能支持诸如时间敏感网络（TSN）等安全策略，满足对安全性与可靠性至关重要的实时应用需求。

SPE技术在自动化与机器人领域尤为适用。更细、更灵活的SPE线缆可为设备提供更大的移动自由度。该技术在电动交通领域也涌现出新的应用，例如充电站中的传感器技术，以及在需要复杂布线的大规模储能系统中对车辆电池的再利用。SPE技术能够简化列车车厢间的网络连接。也可在楼宇自动化领域提供更强的互联能力。

带适配器的SPE工业连接器

在高性能网络领域，SPE凭借其小型化、通过数据线供电（PoDL）以及节约材料等特点而表现卓越。多点拓扑结构还可使多个传感器和执行器通过单根电缆实现同步控制。在物联网环境下，许多小型设备还需同时获得电力供应，因此，无线方案对于工业应用而言并不足够。

在工业网络环境中，数十种SPE技术协议需要相互通信。为此，需借助网关来实现这些SPE技术协议之间的转换。然而，网关的部署成本较高，因其对技术专业性要求较高。这导致在设备与工厂设计等环节中开发成本相对较高。而采用SPE技术方案后，整个系统可完全通过以太网协议进行通信，无需使用网关，从而能够有效降低开发成本。

强化SPE标准

IEEE 802.3标准定义并整合了SPE标准协议及其相应扩展，这些扩展能够满足汽车、交通运输、工厂、建筑及过程自动化等行业的特殊需求。IEEE 802.3为SPE标准协议在物理层和数据传输速率方面奠定了基础。尽管汽车行业因数据量庞大而需要25Gb/s的传输速率，但在建筑行业等场景下，该速率可能显得过高。而在高达80%的工业应用场景中，10Mb/秒已足够，100Mb/秒则几乎可覆盖所有情况。各相关协议还考虑了不同的传输距离。例如，在温室或化工园区中，传感器需在数百米甚至数公里范围内进行通信。而在机器、工厂或机器人环境中，则仅需较短距离。

IEEE 802.3标准

IEC 63171子标准中详细描述了全系列标准化工业SPE连接器。此外，市场上还存在许多非SPE标准连接器。2024年，Profibus用户组织（PNO）宣布计划通过IEC 63171-7（ED2）标准制定统一的连接器接口，从而覆盖所有应用场景。

标准化进程最终于2025年形成了正式发布的SPE标准。然而，对于许多人而言，SPE领域仍属未知领域，亟需专业建议。一个重要方面仍是需要详细分析每个应用案例，并基于此选择合适的物理层与协议。参与该新标准制定的连接器供应商，凭借其丰富的专业知识和见解，能够助力简化通信协议、提升生产效率与性能，并通过这一强大的新型互连方案降低成本。