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COMM ETHERNET ELETTRONICA OGGI 498 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2021 55 portano anche la potenza su Power over Data Line (PoDL). SPE fornisce la trasmissione di dati ad alta velocità e la po- tenza utilizzando una sola coppia di conduttori intrecciati. Questo articolo spiegherà i vantaggi di SPE per le applica- zioni industriali e di trasporto. Verranno poi discussi due connettori SPE di Phoenix Contact e due cavi SPE adatti a questo tipo di impiego. SPE e Ethernet tradizionale: un confronto Ethernet è lo standard di rete cablata più popolare per le reti locali (LAN) commerciali e industriali. Le versioni più usate sono 10/100Base-T Ethernet che usa due coppie di fili intrecciati per trasmettere i dati e Gigabit Ethernet che usa quattro doppini intrecciati. Poiché i sistemi di automazione industriale richiedono velocità più elevate, Gigabit Ether- net con funzionalità PoE è andato via via diffondendosi per collegare i computer ai sensori. Comunemente, si usa il filo di rame 24 AWG per i doppini intrecciati. Questi otto fili sono di solito racchiusi all’interno di un cavo CAT5e di tipo industriale coperto da un nastro di schiuma e da una schermatura a lamina. In un grande impianto industriale, si possono vedere centinaia di questi cavi instradati in tut- to l’edificio. Questi fasci di cavi possono diventare pesanti, e piuttosto che farli passare sul pavimento dove possono essere d’intralcio, sono raggruppati in fasci e fissati alle pareti e alle attrezzature. Questi fasci possono pesare an- che 25 kg, e se il peso dei cavi aggiuntivi non viene preso in considerazione, possono sollecitare o rompere il sistema di supporto o persino far ribaltare l’attrezzatura. Inoltre, i cavi Ethernet convenzionali hanno un limite di lunghezza di 100 metri. Per le strutture industriali più grandi e per i sistemi di automazione degli edifici, talvol- ta si devono utilizzare i ripetitori per estendere la portata dei cavi Ethernet al fine di raggiungere i sensori remoti. Ciò contribuisce ad aumentare la complessità del sistema e introduce un altro punto che richiede manutenzione. In considerazione del tempo e dei costi richiesti per instrada- Fig. 1 – L’inserto 1163793 M8-2 (a sinistra) e il guscio 1412502 M8 (a destra) di Phoenix Contact forniscono una vera soluzione SPE M8 con protezione IP67 quando assemblati (Fonte: Phoenix Contact) re questi cavi spessi e pesanti, appare evidente l’esigenza di ricorrere a un metodo di cablaggio alternativo. SPE è in grado di garantire un trasferimento di dati bidire- zionale e di trasmettere potenza utilizzando un cavo a dop- pino intrecciato. Supporta lunghezze di cavo fino a 1.000m, estendendo la portata dei sensori in rete senza usare ripe- titori. Questo riduce significativamente il peso e facilita l’installazione grazie alla semplificazione del layout, oltre a garantire la massima efficienza energetica, un ingombro minore e costi di configurazione e manutenzione inferiori rispetto all’Ethernet tradizionale. Mentre i sistemi indu- striali possono utilizzare rivestimenti schermati per evita- re che i fasci di cavi interferiscano tra loro, sono supportati anche cavi leggeri non schermati. Questo è un vantaggio nelle applicazioni automotive, in quanto è possibile utiliz- zare cavi leggeri che possono essere instradati più facil- mente in aree con limitazioni di spazio come sotto i sedili e sotto le pedane. Grazie al ricorso a un cavo più piccolo e più leggero, in grado di trasferire dati ad alta velocità e l’a- limentazione con un’unica coppia di fili economica, SPE ha tutte le carte in regola per affermarsi come uno standard di riferimento per la comunicazione industriale. SPE: concetti di base La specifica formale IEEE per 10 Mbps SPE è 802.3cg che supporta la comunicazione dati full-duplex fino a 1.000m. IEEE 802.3bw supporta la comunicazione dati full-duplex fino a 100 Mbps per cavi fino a 50 m. I campi d’impiego tipici sono i sensori ad alta velocità per uso industriale e alcune applicazioni automotive. IEEE 802.3bp supporta la comunicazione dati full-duplex fino a 1.000 Mbps per una lunghezza del cavo fino a 15 m. Cavi di questa lunghezza possono essere utilizzati in alcu- ne applicazioni di sensori industriali, anche se risultano più adatti per il video ad alta definizione, così come per piccoli aerei e applicazioni automotive commerciali, dove i dati dei sensori ad alta velocità devono essere trasmessi su una distanza relativamente breve. Attualmente, IEEE 802.3ch supporta fino a 10 Gbps con una lunghezza del cavo massima di 15 m. È simile a 802.3bp ma include lo strato fisico (PHY). I settori di impiego tipici sono le applicazioni automotive commerciali e di traspor- to industriale dove le alte velocità di dati, il diametro del cavo più piccolo e soprattutto il peso inferiore sono aspetti molto importanti per la progettazione del sistema. SPE con PoDL fornisce potenza al sensore o all’endpoint Ethernet sullo stesso doppino, con la quantità di potenza erogata determinata dalla lunghezza del cavo e dalla se- zione del conduttore. A una lunghezza massima di 1.000m usando un filo 14 AWG, la specifica IEEE prevede tensioni di 60 V e 13,53 W di potenza all’endpoint.