DÂY CÁP CHO CÔNG NGHỆ SINGLE PAIR ETHERNET
Giải pháp công nghệ SPE (Single Pair Ethernet) nào phù hợp với các tiêu chuẩn truyền thông hiện có?
Công nghệ Single Pair Ethernet (SPE) được coi là một trong những xu hướng quan trọng trong lĩnh vực truyền thông công nghiệp. Ưu điểm của công nghệ kết nối mới này chính là chỉ có một cặp dây dẫn (single pair) với khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao, giảm yêu cầu về không gian và giảm chi phí. Tuy nhiên, công nghệ này sẽ được áp dụng ở đâu trong tương lai và làm thế nào để nó hoạt động tốt so với tiêu chuẩn truyền thông hiện có? Chúng tôi, HELUKABEL đã giải quyết những câu hỏi này trong hội thảo "Single Pair Ethernet Cabling", hội thảo này là một phần của chuỗi hội thảo "SPE Pioneer Summit".
Hiện tại, các hệ thống truyền thông khác nhau có thể được tìm thấy trong môi trường công nghiệp như: Profinet, CAT 5e và 6a, Ethernet công nghiệp hoặc Ethercat. Tuy nhiên, công nghệ Single Pair Ethernet có tiềm năng thay thế các công nghệ này trong nhiều ứng dụng nhờ vào khả năng truyền dữ liệu ở tốc độ gigabit và cấp nguồn đồng thời chỉ qua một cặp dây (one pair) trong khi các công nghệ trước đó sử dụng từ 2 cặp dây trở lên. Đây là giải pháp thông minh, linh hoạt, tiết kiệm chi phí và không gian, giúp khả năng giao tiếp thực tế với tốc độ nhanh chóng ở mọi vị trí địa lý.
Điều kiện cơ bản đầu tiên để sử dụng công nghệ SPE là phải có cơ sở hạ tầng kỹ thuật phù hợp, từ thiết bị đầu cuối và kết nối phích cắm đến hệ thống cáp. Để giúp nhà sản xuất và người dùng chuyển đổi dễ dàng hơn, các loại cáp được xác định dùng cho công nghệ SPE cũng được sử dụng cho Profinet đã được phân loại như sau:
- Loại A: Dây dẫn điện lõi cững để lắp đặt cố định.
- Loại B: Dây có ruột dẫn mềm cho các ứng dụng linh hoạt hoặc rung động.
- Loại C: Dây có ruột dẫn mềm cho các ứng dụng rung động cao (chẳng hạn như dây xích kéo - drag chains).
- Loại R: Cáp được thử nghiệm xoắn với ruột dẫn mềm là rất nhiều sợi nhỏ bện lại và dùng cho các ứng dụng rô bốt.
Dây xích kéo và cáp rô bốt chủ yếu khác nhau bởi chúng được thiết kế để chịu tải trọng uốn hoặc xoắn.
>>Xem thêm:
Các sản phẩm xích dẫn cáp của Tập đoàn HELUKABEL
Ngoài ra, các vật liệu vỏ bọc khác nhau được sử dụng cho từng loại cáp để phù hợp với các ứng dụng cụ thể. Cáp loại A và B thường được bọc PVC. Ngoài ra, còn có rất nhiều lựa chọn thay thế không chứa halogen, đảm bảo an toàn thực phẩm, kháng dầu và hóa chất để bạn lựa chọn. Cáp loại C có sẵn trong PUR, PVC và Santoprene, và cáp rô bốt loại R cũng có sẵn trong PUR và Santoprene.
| Vỏ bảo vệ | Không chứa Halogen | Chậm cháy | Ít khói | Giá | Chống dầu | Độ uốn cong | Chống mài mòn | Kiểm tra khả năng chịu nhiệt theo tiêu chuẩn UL |
| PVC UL | không | trung bình - cao | không | thấp - trung bình | thấp - cao | trung bình | trung bình | VW1, FT1, FT4 |
| FRNC/LS0H/ LSZH | có | trung bình - cao | có | trung bình | thấp | thấp | thấp | VW1, FT1, FT4 |
| PE | có | không | có | trung bình | thấp | thấp | thấp | không |
| PUR UL | có | trung bình | trung bình | cao | cao | cao | cao | VW1, FT1, CFT |
| TPE (Santoprene) | không | trung bình | trung bình | cao | cao | cao | cao | VW1, FT1, CFT |
| TPE (Santoprene) | có | không | trung bình | cao | cao | cao | cao | không |
Bảng 1: Tính chất của các vật liệu vỏ bảo vệ khác nhau của cáp SPE
Để truyền dữ liệu, công nghệ Single Pair Ethernet cung cấp một số tùy chọn về tốc độ và khoảng cách truyền như sau:
- 10BASE-T1: tốc độ dữ liệu lên đến 10 Mbit / s, khoảng cách lên đến 1.000m.
- 100BASE-T1: tốc độ dữ liệu lên đến 100 Mbit / s, khoảng cách lên đến 40m.
- 1000BASE-T1: tốc độ dữ liệu lên đến 1 Gbit / s, khoảng cách lên đến 40m.
- MultiGigBASE-T1: tốc độ dữ liệu lên đến 2,5 / 5/10 Gbit / s, khoảng cách lên đến 15m.
Trong môi trường công nghiệp, 10BASE-T1 và 1000BASE-T1 hiện là yêu cầu quan trọng nhất. Bên cạnh đó, công nghệ MultiGig vẫn đang được phát triển và sẽ mở ra nhiều cơ hội hơn trong tương lai. Chúng tôi, HELUKABEL đã thêm ba loại cáp SPE khác nhau cho 10BASE-T1 và 1000BASE-T1 vào danh mục đầu tư của mình với phạm vi sản phẩm liên tục được mở rộng.
Khi so sánh các công nghệ truyền thông công nghiệp hiện có khác nhau với Single Pair Ethernet, ưu điểm của công nghệ SPE trở nên rõ ràng hơn tùy thuộc vào từng ứng dụng. Ví dụ, 10BASE-T1 đạt điểm cao hơn Profibus PA với dải tần số cao hơn đáng kể, cho phép truyền dữ liệu với tốc độ gấp 320 lần và đủ nhanh để truyền video.
>>Tìm hiểu thêm:
Sản phẩm xích dẫn cáp nhựa có thật sự tốt
| Profibus PA / Foundation Fieldbus | SPE 10BASE-T1L | |
| Tiết diện (Cross Section) | AWG 18 solid or stranded / AWG 16 stranded | |
| Khoảng cách tối đa (Max. Distance) | Lên đến 1900 m ở các khu vực không nguy hiểm và lên tới 1000 m ở các khu vực nguy hiểm (nguồn cung cấp điện Fisco cho IEC 60079-11) | Lên đến 1000 m (Ti Phy DP83TD510E> 2000 m ngang hàng) |
| Trở kháng (Impedance) | 100 +- 20 ohms @ 31,25 kHz | 100 +- 15 ohms @ 20 MHz |
| Dãy tần số (Frequency Range) | lên đến 39 kHz | lên đến 20 MHz |
| Tốc độ truyền dữ liệu tối đa (Max. Data Rate) | 31,25 kbit | 10 Mbit |
| Đầu nối điển hình (Typical Connector) | M12 a-coded 4 PIN IP67 7/8 inch PI67 | M8/M12 SPE IEC 63171-6 |
Bảng 2: So sánh SPE 10BASE-T1 với Profibus PA
So với công nghệ USB, cả 1000BASE-T1 và MultiGigBASE-T1 đều cung cấp phạm vi và tốc độ dữ liệu cao hơn đáng kể, cũng như cung cấp năng lượng lớn hơn. 1000BASE-T1 cũng được ưa chuộng hơn do đường kính cáp nhỏ và trọng lượng thấp hơn, ngoài ra, yêu cầu đồng cũng thấp hơn và bán kính uốn chặt hơn so với cáp với Profibus DP, CAN hoặc Ethernet công nghiệp.
| So sánh | Profibus DP | SPE 1000BASE-T1 | SPE 1000BASE-T1 | Ưu điểm/ Nhược điểm |
| Thiết kế chuỗi xích kéo (drag chain) | Thiết kế chuỗi xích kéo (drag chain) | Thiết kế chuỗi xích kéo (drag chain) | ||
| Tiết diện (Cross section) | AWG 23/19 | AWG 26/19 | AWG 22/19 | |
| Tốc độ dữ liệu (data rate) | 12 Mbit | 1 Gbit | hơn 83x tốc độ dữ liệu | |
| Đường kính cáp (Cable Diameter) | 8.0 mm | 4.9mm | 6.3 mm | 21-38% khoảng cách đường kính cáp được giảm |
| Khoảng cách tối đa (Max. Distance) | 100 m* | 40m | không thuận lợi về độ dài | |
| Nguồn (Power) | không (hybrid) | PoDL lên đến 50W | bao gồm nguồn | |
| Trọng lượng cáp (Cable Weight) | ~ 77kg/km | ~ 29 kg/km | ~ 50 kg/km | giảm 35-60% trọng lượng |
| Khối lượng đồng (Copper Fig) | 25kg/km | 16kg/km | 24kg/km | giảm 4-36% đồng |
| Bán kính uốn cong (Bending radius chain) | 96mm | 59mm | 76mm | 20-39% bán kính uốn cong đỏ |
* với tốc độ cao 12 Mbit
Bảng 3: So sánh SPE 1000BASE-T1 với Profibus DP
Bạn có thể tìm hiểu thêm thông tin trong hội thảo "Single Pair Ethernet (SPE) Cabling" mà chúng tôi đã thực hiện trong chuỗi hội thảo "SPE Pioneer Summit". Chuyên gia Horst Messerer của chúng tôi đã trình bày chi tiết về ưu điểm của công nghệ SPE so với các tiêu chuẩn truyền thông hiện có và giải thích các loại cáp và đầu nối nào đã có trên thị trường. Hội thảo trên có thể được truy cập miễn phí bất cứ lúc nào tại đây.
Bạn cũng có thể tìm thông tin chi tiết về Single Pair Ethernet trên website của chúng tôi.
