La révolution numérique dans le secteur industriel ne se limite pas à de grands systèmes complexes ou à des avancées technologiques comme l’Intelligence artificielle ou l’IoT. Les innovations sont également celles qui simplifient les choses. C’est le cas du Single Pair Ethernet (SPE), une évolution moderne de l’ethernet pour améliorer la connectivité.
Mise au point par la société Harting, la technologie Single pair ethernet s’annonce comme être une révolution dans la transmission de données à destination des domaines comme l’automatisme, l’IoT et la gestion des processus.
Baptisée SPE, elle permet d’échanger des données à une vitesse maximale de 1 Gbit/s en n’utilisant que deux fils de cuivre. Autre particularité notable, la portée du Single Pair ethernet est annoncée jusqu’à 1000m.
Définition : qu’est-ce que le Single pair ethernet ?
Le SPE est une méthode de transmission qui repose sur ethernet qui n’utilise qu’une seule paire de fils, au lieu des deux ou quatre paires habituellement utilisées dans les connexions Ethernet classiques.
Pour rappel, aujourd’hui, il est nécessaire d’utiliser 2 paires pour un débit ethernet de 100Mbps (aussi appelé Fast Ethernet) et 4 paires pour obtenir à 1Gbps.
L’Ethernet à une paire SPE répond à une nouvelle norme qui est définie dans l’IEEE 802.3. Elle est adaptée aux besoins des environnements industriels. Les connecteurs sont, quant à eux, définis dans la norme CEI 63171.
En ce qui concerne les débits et les standards associés vous pouvez les retrouver dans le tableau ci-dessous. Il décrit les débits théoriques associés à la longueur du câble.
A noter que le SPE fonctionne selon une topologie réseau en étoile ou en ligne.
Pourquoi faire appel à la technologie SPE ?
Alors que cela fait des dizaines d’années qu’on utilise la technologie ethernet double ou quadruple paire, pourquoi passer à la SPE ?
- Simplification et coût : Réduire le nombre de fils permet de diminuer la matière nécessaire à la production des câbles et donc leur coût.
- Distance : Le SPE peut opérer sur de longues distances, jusqu’à 1000 mètres, sans nécessiter de répéteurs. Cela ouvre de nouvelles possibilités pour les usines étendues sans avoir recours à des solutions de type Fibre optique.
- Transmission d’énergie : À l’instar du PoE (Power over Ethernet) pour les connexions Ethernet traditionnelles, le SPE peut également alimenter les équipements. La norme associée est le PoDL pour Power Over Data Line. Cela simplifie les câblages en éliminant le besoin de sources d’alimentation complémentaires. La technologie PoDL peut fournir jusqu’à 50 W de puissance (cf norme IEEE802.3 bu)
- Les débits peuvent atteindre 10Gpbs !
Outre les raisons de coûts on notera donc la distance de communication, la possibilité de d’alimenter les équipements tout en obtenant des débits qui généralement répondent aux problématiques de l’automatisme industriel.
Le Single Pair Ethernet pour l’IoT ?
Avec l’essor de l’Internet Industriel des Objets (IIoT), le nombre de dispositifs connectés dans les industries et usines explose. Capteurs, robots, passerelles, routeurs, PC, … tous nécessitent une connectivité performante et fiable. Le SPE s’annonce comme un futur standard pour connecter ces solutions de manière efficace et économique, tout en répondant aux exigences de l’industrie.
A noter que le PoDL permet d’alimenter des capteurs ou systèmes via SPE sur une distance pouvant aller jusqu’à 1000 m ! Cela simplifie tout de même grandement les câblages pour les intégrateurs et installateurs.
Quels sont les prérequis pour se doter d’un SPE ?
Ce nouveau standard nécessite donc une infrastructure réseau compatible. Il faut donc que les équipements réseaux industriels soient adaptés. Que ce soit, switch ethernet, routeur ethernet, routeur cellulaire, hub, PC, … sur un même brin réseau ils doivent être conformes. Au vu de l’investissement qu’il faut consentir pour passer au SPE sur des installations existantes, il est probable que son adoption prenne plusieurs années.
Le Single Pair Ethernet est une innovations qui, bien que discrète, à un potentiel très important. Alors que l’industrie 4.0 continue sa forte progression et révolution, le SPE sera sans doute l’un des piliers qui concourra à cette nouvelle ère digitale.