Blog: Single-pair Ethernet – Accesso cloud ottimizzato a sensori e periferiche

Pertanto, le aspettative sembrano essere piuttosto elevate e il potenziale effettivamente enorme, ma nonostante le numerose verifiche teoriche condotte, ad esempio, dall’Industrial Internet Consortium, resta la sfida di come consentire la creazione di reti verticali di sistemi di produzione intelligenti dal reparto di produzione ai sistemi IT.

Oggi, dopo diversi anni di ricerca, ci troviamo di fronte a una comprensione molto più mirata e comunemente condivisa delle esigenze e dei vantaggi della digitalizzazione nel settore manifatturiero. Tecnicamente, OPC UA è diventato lo standard più comune per aiutare a risolvere la sfida semantica verticale tra mondo IT e mondo OT. Sul versante aziendale, diverse organizzazioni portano avanti iniziative che consentono l'aggiunta di valore per i sistemi di produzione nei vari settori, simili a quelli previsti nel 2015. Noi di Hilscher coinvolgiamo e guidiamo programmi e modelli di business nell’Open Industry 4.0 Alliance.

Supportiamo un ecosistema aperto e condiviso per offrire comunemente valore ai clienti in collaborazione con una grande rete di partner attraverso i nostri prodotti e servizi netFIELD. Tuttavia, la connessione dei servizi cloud al livello dei sensori è ancora una sfida e un’opportunità per risolvere l’accesso arriva dalla tecnologia Single-Pair Ethernet.

I diversi standard Ethernet sono gestiti da diverse aziende di automazione e hanno un diverso livello di richiesta di modifica dei livelli OSI su MAC e Link-layer per supportare la domanda in tempo reale. Alcuni protocolli si basano sul classico sistema Ethernet basato su TCP/IP, altri modificano i livelli 3 e 4 e altri richiedono hardware modificato per il Data Link Layer (livello di collegamento dati). Il più recente TSN (Time-Sensitive Networking) del sistema Real-Time Ethernet è in fase di rilascio finale da parte dell’IEEE per standardizzare le funzioni in tempo reale ai livelli 1, 2 e 3, al fine di avere una base hardware comune. Tutte le varianti Ethernet condividono la capacità di collegare in rete la fabbrica dal lato ufficio al reparto di produzione e migliorare le prestazioni complessive della produzione, la diagnosi e la disponibilità. Tuttavia, la complessità di Ethernet e della topologia di rete, come la catena a margherita o le reti commutate, ne ha limitato l’uso in periferiche come sensori e attuatori. Questa lacuna in un’infrastruttura di rete IP basata su Ethernet è ora risolta mediante la standardizzazione per Single-Pair Ethernet (SPE).

L’inizio della standardizzazione Ethernet basata su un singolo doppino intrecciato è nato dall’industria automobilistica. Nella loro rete a bordo veicolo, gli standard esistenti come CAN, MOST o FlexRay erano troppo costosi in termini di cablaggio e software. Quindi, con Ethernet, si è trovato uno standard comune per sostituirli gradualmente. Tuttavia, in confronto ai precedenti standard, lo sforzo necessario per il cablaggio Ethernet standard è stato elevato. Broadcom ha fatto un primo passo con BroadR Reach, per dimostrare che un semplice cavo a doppino intrecciato è sufficiente per fornire dati ad alta velocità su distanze più brevi. L’IEEE ha raccolto l’iniziativa di standardizzazione nell’ambito del noto standard Ethernet 802.3 e ha ampliato l’ambito di applicazione anche all’area industriale e all’edilizia per affrontare sfide simili. In effetti, i bus di campo menzionati sopra nello spazio industriale e i bus LON, BACnet o Modbus nella building automation sono in primo piano quando si indirizza una rete IP senza interruzioni a ciascun sensore.