IIoT-Infrastruktur

Schlanke Verkabelung: Erste Single Pair Ethernet-Serienteile vorgestellt

Harting, TE Connectivity und Hirose schaffen Tatsachen: Die SPE-Partner treiben die Standardisierung dieses Themas in den Normungsgremien voran und bringen bereits erste Produkte auf den Markt.

Frank Wenzel, Harting; Monika Kuklok, TE Connectivity; Ralf Klein, Harting; Eric Leijtens, TE Connectivity (v.l.n.r.): Gemeinsam für Single Pair Ethernet als Lösung für die IIoT-Infrastruktur.

Harting setzt auf Single Pair Ethernet (SPE) als Lösung für die zukünftige IIoT-Infrastruktur. Dabei treibt die Technologiegruppe das Thema "schlanke Verkabelung" mit hoher Geschwindigkeit voran: Was Anfang April auf der Hannover Messe an Serienteilen und Kooperationen mit zwei anderen Anbietern zu erleben war, hat seine Vorgeschichte im Engagement von Harting in den entsprechenden Normungsgremien.

Serienteile und Livedemonstration

In Hannover zeigte Harting neben den ersten Serienteilen der bereits international genormten Single Pair Ethernet Verbindungstechnik auch eine SPE-Livedemonstration, bestehend aus einer Videoübertragung mittels passendem SPE Switch und Medienkonverter. Diese international nach IEC 63171-6 standardisierten SPE Schnittstellen umfassen eine IP20 Version sowie auch M8 und M12 IP65/67 Versionen und sind bereits bei IEEE802.3, ISO/IEC und TIA über internationale Auswahlverfahren gesetzt.

"Wir haben nicht nur eine unter HF Eigenschaften komplett neu entwickelte Schnittstelle als normierten Marktstandard gesetzt, sondern haben alle Aspekte der Technologie für unsere Kunden im Blick" sagte im Rückblick dazu Matthias Fritsche, Produktmanager Device Connectivity bei Harting Electronics. !Single Pair Ethernet steht nicht nur für eine neue Schnittstelle, sondern steht für einen komplett neuen Weg und neue Möglichkeiten der Ethernet-Kommunikation. Ein großes neues Ökosystem aus Steckverbindern, Buchsen, Kabeln, Ethernet-Chips, Übertragern, Protokollen, Testgeräten, Standards, Zielkunden, Märkten und deren Einsatzmöglichkeiten gilt es zu gestalten."

White Paper zum Thema

Standardisierung der SPE-Schnittstelle

Daher hat Harting sich schon vor geraumer Zeit um die notwendigen Standards in allen internationalen Normengremien wie ISO/IEC, IEEE802.3 und TIA eingebracht und konnte hier erfolgreich mit vielen Unterstützern den eigenen Vorschlag für eine SPE Schnittstelle zum zukünftigen Standard für die Industrie setzen. Dieser Standard für die SPE Interfaces wird bis Ende 2019 als IEC63171-6 veröffentlicht und ist auch für raue Industrieumgebungen ausgelegt.

Im Moment werden Normen zur Verkabelung für den Einsatz von SPE aktualisiert. Das geschieht über Amendments (Zusätze) für die ISO/IEC11801- und die EN50173 Reihe. In den TIA42 Papieren wird das über ein Addendum: TIA-1005-A-3 aktualisiert. Inhaltlich sind all diese Ergänzungen weitestgehend deckungsgleich. Diese Verkabelungsnormen liefern dem Anwender Informationen über die Struktur der Verkabelung, die einzusetzenden Verkabelungskomponenten zur Erreichung der Leistungsvorgaben und die Grenzwerte zur Überprüfung der Verkabelung. Somit sind sie wichtigstes Instrument zum Aufbau und zur Inbetriebnahme von SPE Verkabelungen. Gleichzeitig stellen sie über die Referenzen zu den Komponentenstandards (z.B. Steckverbinder nach IEC63171-6) die Kompatibilität zwischen Geräten und Verkabelung sicher. Diese Kompatibilität ist Grundvoraussetzung für die Funktion von Netzwerken und Verbindungen auf Basis SPE und damit Basis für IoT/IIoT. Der Einsatz anderer Verkabelungskomponenten, als z.B. in ISO/IEC11801-3 Amd.1 ist zwar grundsätzlich möglich, allerdings dann nicht mehr Norm-konform und birgt das Risiko von Inkompatibilitäten und Funktionseinbußen.

Relevanz der Normierung für Anwender

Wie wichtig das Thema Standardisierung bei SPE ist, betont Kevin Behnisch, Bereichsleiter Technologie und Mitglied der Geschäftsführung DKE – Deutsche Kommission Elektrotechnik in DIN und VDE. "Dadurch, dass wir es bei ISO und IEC geschafft haben diese neue SPE Technologie zu standardisieren, haben wir eine optimale Grundlage geschaffen, für eine weltweite Anwendung. Die Überführung und Umsetzung der gesetzten internationalen Norm IEC 63171-6 für SPE ins deutsche Normenwerk hat letztlich eine große Relevanz für die Anwender.  Damit haben sie die Sicherheit, dass die am Markt erscheinenden Produkte den Standards und der damit verbundenen Qualität entsprechen. Eine wichtige Voraussetzung für den sicheren Export von Maschinen mit verbauter SPE Technologie."

Partnerschaften mit TE Connectivity und Hirose

Herausragend sind in diesem Zusammenhang jedoch nicht nur die gesetzten Standards, sondern auch die auf der Messe verkündeten Partnerschaften zum Thema SPE. So gab Harting die Erweiterung der langjährig erfolgreichen Partnerschaft mit Hirose bekannt und TE Connectivity als weiteren großen Partner gewinnen. Das macht drei große Player, die den Weg in Richtung schlanken Verkabelung für IIoT unterstützen. Darüber hinaus habe man viele Anfragen weiterer potentieller Partner und es laufen intensive Gespräche zur Ausgestaltung dieser Zusammenarbeit und dem Aufbau eines praxistauglichen Ökosystems, so Harting.

Steckverbinder T1 Industrial mit SPE Switch

Der Harting SPE Steckverbinders T1 Industrial war in Hannover auch schon in ersten Applikationen zu sehen: So gab es Anwendungen bei Lütze Weinstadt, Murrelektronik, Indel und EKF Hamm zu sehen. Darunter waren Kabelkonfektionen, I/O Steuerungen, ein 5-Port Switch und ein Kommunikationsboard für 1000BASE-T1. Bei Harting selbst gab es eine Livedemonstration mit ersten Serienkomponenten zu sehen. Besonders großes Interesse weckte das SPE-Ökosystem bei den Besuchern. "Es verdeutlicht die Bestrebung Hartings, die gesamte Welt dieser neuen Technik im Blick zu haben und Kunden eine umfassende Expertise bereitstellen zu können", so Fritsche. Diese betrifft die Infrastruktur, wie auch die Ansprache der Hersteller von Chips, Halbleitern, Magnetics und anderen Komponenten, die neu entwickelt werden. Harting möchte so rasch wie möglich ein starkes Netzwerk mit Partnern und Anwendern errichten, das den erfolgreichen Weg ins Internet der Dinge meistert - mit Single Pair Ethernet als Basis.