隨著單對以太網(SPE) 在工業自動化中獲得越來越多的關注，了解該技術可以為需要長距離傳輸數據但沒有廣泛速度或帶寬需求的應用帶來的潛在好處非常重要。現在是時候強調用兩線線路替換四線線路在成本、安裝和性能方面的具體優勢，以便SPE可以自信地用於實踐。

什麼是單對以太網？

簡單地說，單對以太網是一種電纜配置，它使用一對電線（或導體）以高達10 Mbps（未來可能高達1 Gb/s）的速度傳輸數據。這種單對佈線專為工業用戶而設計，可支持高達52瓦的直流電源，涵蓋距離最遠1000 米的一系列需要電源和數據的設備。

單對以太網還為固定在物理位置且可能沒有自己的電源的傳感器提供可靠的電源（相對於無線）。

單對以太網在標準中也稱為“雙絞線”。該術語指的是這樣一個事實，即一對由一對平衡的導體組成，每個導體承載不同的信號。最常見的配置是將兩根電線絞合在一起。

單對以太網旨在滿足工業製造用戶的特定需求，這些用戶是OT專業人員，關注連接傳感器、執行器和繼電器等低速設備，以及訪問控制和照明應用。

對於他們的用例，OT專業人士想要一種更簡單、低成本且節省空間的替代方案，以替代已成為辦公、電信和數據中心主導網絡技術的超快4對佈線結構。由於技術原因，一根電線並不可靠，因此一對電線是最簡單、最緊湊的配置。

OT專業人員還需要與其特定用例相輔相成的功能，在這些用例中，數據通常會長距離傳輸到工廠車間常見的傳感器、執行器和其他類型的連接設備。 

他們還需要可以在現有設施內輕鬆改造的佈線。從空間角度來看，單對以太網可輕鬆取代現有的雙線系統，並與工業應用中常見的接線端子式連接兼容。

單對以太網最重要的好處很可能是它是一個熟悉的協議棧，為世界上大多數人所熟知。單對以太網提供的端到端工業以太網網絡消除了對在各種現場總線上運行的大量專有協議的需求。

單對以太網技術的6 大優勢：

1. 較低的資本支出

IE（工業以太網）和SPE連接器與今天的RJ45 和M8 D編碼連接器非常相似。儘管在SPE連接器中去除了四分之三的電線，但仍使用了額外的填充材料來保持電纜的圓形形狀。根據所用電纜的類型，IE和SPE連接器之間的成本節省範圍為13% 到44%。購買更多數量的連接器時，可以節省更多費用。

然而，就資本支出而言，最顯著的節省來自單對以太網可能實現的新網絡拓撲。例如，取消網關並依賴單一通信網絡可以為每個網關節省超過10000 美元。SPE使得將傳感器和執行器集成到網絡基礎設施中變得更加經濟。

2. 重量減輕和占地面積小

單對以太網技術允許使用更緊湊、更輕的電纜，與傳統現場總線電纜相比，重量減輕50%，佔地面積減少50%。這節省了機器人內部以及內牆和地板的寶貴空間。

以電動汽車生產為例來說明這些節省。設計工程師正在尋找減輕底盤重量的方法，以抵消電池和電動機等動力系統的重量。例如，一些設計師探索了去除汽車內線束中的屏蔽材料以減輕重量的方法。SPE為電動汽車減重提供了一種潛在的解決方案。

單對以太網在電動汽車的改造中也起著至關重要的作用。建議每10年將車輛返回工廠進行必要電子設備的翻新。底盤的結構不會改變，所以車內壁的厚度保持不變。SPE電纜可以減少安裝所需的空間量。這種重量優勢是端口密度（兩個SPE 端口= 1 個RJ45 端口）之外的優勢，它支持舊車輛中的更多設備。

3、安裝快捷、維護方便

SPE允許現場設備、傳感器和執行器輕鬆集成到現有以太網環境中，無需額外的網關和接口，從而支持更快、更輕鬆的安裝。這降低了新建工廠車間的材料和人工成本。

4. 簡化網絡

單對以太網(SPE) 可以將自動化系統和傳統工業網絡引入單一以太網網絡技術，同時為設備傳輸電力和數據。因為它們基於以太網協議，所以SPE 設備的性能通常優於現場總線設備。

使用SPE 將傳感器和控件遷移到以太網可簡化佈線和管理，並有可能消除專用網絡設備，從而將IP通信帶到最低級別的自動化。

與現場總線協議和特殊解碼器及終端的組合相比，使用SPE，故障排除和故障診斷變得更加標準化和易於訪問，即使是最傑出的熟練技術人員也需要這些來解決性能問題。

5. 支持IT/OT融合和Sensor to Cloud

未來的工業環境需要靈活且適應性強的連接，以適應日益增長的需求。

SPE 是將有助於IIoT、工業4.0、IT/OT 融合以及從現場級傳感器到雲端的無縫數據傳輸的技術之一。這些創新共同創造了由單對以太網驅動的智能製造環境。

6.環境友好

最後，SPE 需要更少的自然資源（如塑料和金屬）來構建基於以太網的基礎設施和連接資產，從而幫助企業減少碳足跡並實現ESG 目標。

隨著工業4.0 的發展，以及連接到工廠骨幹網的傳感器和執行器數量的持續增長，單對以太網將成為加速工業自動化的簡單解決方案。