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四星电子单对以太网交换机及传输类产品
栏目:公司新闻 发布时间:2025-10-16
 单对以太网(Single Pair Etherne,简称SPE)是工业自动化数据传输应用的新趋势,是工业物联网发展的基础。SPE技术突破了以太网传输的高空间占用和高传输成本的限制,首次实现以太网以更少空间占用和更低成本的方式来满足从远端网络到应用现场设备的通讯。SPE仅通过一对双绞铜线进行以太网数据传输,还可同时通过数据线供电(Power over Data Line,双绞线同时传输数据和电力

  单对以太网(Single Pair Etherne,简称SPE)是工业自动化数据传输应用的新趋势,是工业物联网发展的基础。SPE技术突破了以太网传输的高空间占用和高传输成本的限制,首次实现以太网以更少空间占用和更低成本的方式来满足从远端网络到应用现场设备的通讯。SPE仅通过一对双绞铜线进行以太网数据传输,还可同时通过数据线供电(Power over Data Line,双绞线同时传输数据和电力,简称PoDL)技术使用该对铜线对终端设备如各种传感器、执行器、摄像头等设备进行供电。SPE为工业以太网和物联网数据传输带来了更多甚至无限的可能。

  SPE物理层虽然为单对双绞线传输,在协议层仍然保持了原有的IEEE802.3标准的各种上层协议,特别是专为工业自动化和楼宇自动化量身打造的10BASE-T1标准(该标准有二个变种:10BASE-T1S和10BASE-T1L),更良好的支持所有的各种上层工业以太网协议,如PROFINET、MODBUS TCP/IP、Ethernet/IP、EtherCAT、CC-Link IE、POWERLINK等。

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  四星电子于2024年12月推出了符合IEEE802.3cg-2019,10Base-T1L标准的10Mbit/s单对以太网交换机IE3-10T1L5,这是一种物理层交换机,实现单对以太网之间以及和标准以太网之间双向数据透明转换,具有3个100M/10M自适应标准以太网口(采用RJ45连接器),5个符合IEEE802.3cg-2019,10Base-T1L标准的10Mbit/s单对以太网口(采用IEC63171-2标准的SPE连接器),单对以太网口使用一对双绞线全双工传输数据,最大传输距离1000米。工作电源电压18~60VDC,-20℃~+75℃工作温度,DIN35标准导轨安装。

  四星电子IE3-10T1L5交换机的5个SPE端口支持PoDL供电,可以连接远程SPE终端设备通过数据线为其供电,例如各种传感器、执行器、扫描仪和网络摄像头等。使用PoDL通过双绞线电缆向这些终端SPE设备供电和数据通信,支持PoDL功率等级Class10、Class11、Class12和Class13、Class14、Class15。四星电子IE3-10T1L5交换机在Ethernet-APL系统中还可作为APL电源交换机使用。

  支持PoDL供电,输入电源电压为24VDC时支持功率等级Class10、11、12,输入电源电压为54VDC时支持功率等级Class13、14、15。每个SPE口的PoDL输出功率最高可达79W。

  18~60VDC之间任意电压,带电源极性接反保护和浪涌保护,产品内部经DC/DC隔离模块将外接电源与内部电路隔离。

  不使用PoDL供电时功率不大于3W,使用PoDL供电时总功率为所有受电设备功率之和再加40%以上的富余量。

  网口之间相互隔离,网口与SPE口之间隔离,网口与电源端口隔离,隔离电压1500VDC。各个SPE端口之间、SPE端口和输入工作电源端口之间没有电隔离(公共PoDL电压)。

四星电子单对以太网交换机及传输类产品(图1)

  3、5个符合IEC63171-2标准的单对以太网连接器SPE1~SPE5,信号定义如下:

  4、PoDL拨码开关:拨码开关设置PoDL供电的开启与关闭。该5位拨码开关分别控制对应的5个SPE口的数据线供电的开启与关闭,拨码开关按箭头方向往下拨为ON,对应的SPE口开启PoDL供电,同时对应的PoDL指示灯点亮,此时SPE电缆同时传输数据和电力,其输出的电压就是本产品输入的电源电压;向上拨为OFF,对应的SPE口关闭PoDL供电,同时对应的PoDL指示灯熄灭,此时对应的SPE口只传输数据,没有电源供出。

  本产品的PoDL供电没有PD检测和功率分级(SCCP)过程,上电后即开始通过SPE电缆给终端受电设备供电,因此用户需确认终端受电设备是支持PoDL供电的设备,且终端设备的工作电源电压与本产品接入的工作电源电压相同。不开启PoDL供电则无需考虑这些问题。

  5、电源端子:本产品的工作电源电压支持18~60V之间的任意电压,当设置开启PoDL供电时,请确保接入本产品的工作电源电压与终端受电设备(称为PD设备)的电源电压相同。当输入工作电源电压为24VDC时,支持PoDL功率等级Class10、Class11、Class12,当输入工作电源电压为54VDC时,支持PoDL功率等级Class13、Class14、Class15。

  特别说明:设置开启PoDL供电时,如果本产品接入的电源电压为54V,则切记不要用SPE电缆连接24V的终端受电设备,否则可能损坏终端受电设备。

  开启PoDL供电时本产品所需工作电源的功率,应大于所有终端受电设备的功率之和再加40%以上的富余量,如果不使用PoDL供电,则本产品的功耗不大于3瓦。本产品每个SPE口的PoDL输出功率最高可达79W。

  本产品的单对以太网接口连接器是符合IEC63171-2的连接器,连接SPE终端设备需要一根具有相同标准的带连接器插头的SPE电缆。

  不使用PoDL供电时,对SPE双绞线电缆的截面积没什么要求,通常采用AWG22(截面积约0.3mm2)的双绞线米。

  开启PoDL供电时,由于SPE电缆中流过功率电流,会在电缆上产生一定的压降,功率越大压降越大,电缆电阻越大压降越大,所以在不同受电设备PD的功率等级下,电缆的截面积决定了最大传输距离,参考IEEE802.3cg标准。

四星电子单对以太网交换机及传输类产品(图2)

  四星电子IE3-10T1L5单对以太网交换机是一种物理层的交换机,实现单对以太网之间和单对以太网与标准以太网之间数据双向透明转换,支持所有工业以太网上层协议,如PROFINET、MODBUS TCP/IP、Ethernet/IP、EtherCAT、CC-Link IE、POWERLINK等,在这些上层协议的网络软件拓扑组态配置时,不需作为通信设备参与组态配置,只需将其视为一根电缆即可,透明模式的交换机并不需要IP地址。

  四星电子IE3-10T1L5单对以太网交换机不仅可单独使用,也可通过标准以太网口扩展连接多个,扩展的数量并无限制,10BASE-T1L本质上具有本安防爆特性,下图为常用的连接拓扑。

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四星电子单对以太网交换机及传输类产品(图3)

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四星电子单对以太网交换机及传输类产品(图4)

  四星电子这次同时推出的10BASE-T1L传输类产品还有单对以太网到标准以太网介质转换器、单对以太网中继器等产品。

四星电子单对以太网交换机及传输类产品(图5)

四星电子单对以太网交换机及传输类产品(图6)

  支持PoDL供电,输入电源电压为24VDC时支持功率等级Class10、11、12,输入电源电压为54VDC时支持功率等级Class13、14、15。SPE口的PoDL输出功率最高可达79W。

  18~60VDC之间任意电压,带电源极性接反保护和浪涌保护,产品内部经DC/DC隔离模块将外接电源与内部电路隔离。

  不使用PoDL供电时功率不大于1W,使用PoDL供电时功率为受电设备功率再加40%以上的富余量。

  网口与SPE口之间隔离,网口与电源端口隔离,隔离电压1500VDC。SPE端口和输入工作电源端口之间没有电隔离。

四星电子单对以太网交换机及传输类产品(图7)

四星电子单对以太网交换机及传输类产品(图8)

  支持PoDL供电输出,输入工作电源电压为24VDC时支持功率等级Class10、11、12,输入工作电源电压为54VDC时支持功率等级Class13、14、15。SPE1口的PoDL输出功率最高可达79W。

  18~60VDC之间任意电压,带电源极性接反保护和浪涌保护,产品内部经DC/DC隔离模块将外接电源与内部电路隔离。

  不使用PoDL供电时功率不大于1W,使用PoDL供电时功率为受电设备功率再加40%以上的富余量。

  SPE2口与SPE1口之间相互隔离,SPE2口与电源端口隔离,隔离电压1500VDC。SPE1口与输入工作电源端口之间没有电隔离。

  不使用PoDL供电时,对SPE双绞线电缆的截面积没什么要求,通常采用AWG22(截面积约0.3mm2)的双绞线米。

  开启PoDL供电时,由于SPE电缆中流过功率电流,会在电缆上产生一定的压降,功率越大压降越大,电缆电阻越大压降越大,所以在不同受电设备PD的功率等级下,电缆的截面积决定了最大传输距离,参考IEEE802.3cg标准。

  当PoDL供电功率较大且电缆较长时,须使用截面积较大的的SPE电缆以减少线损,而这种粗缆往往不易装入SPE连接器,可采用下面两种方法增加PoDL的传输距离:

  1、SPE交换机的连接器插头到控制柜出线端子用细缆,SPE交换机控制柜的出线到现场终端设备控制柜的进线之间用粗缆,不同功率等级下的最大电缆长度参看上面的IEEE802.3cg标准表格里的数据,现场控制柜到终端受电设备之间用细缆。

四星电子单对以太网交换机及传输类产品(图9)

  2、在现场终端受电设备前安装一个四星电子的SPE中继器RPT-10T1L,终端受电设备的电力由中继器的工作电源供给,这样就可全部使用细缆节省费用,这时SPE交换机的PoDL供电可以关闭,不同功率等级下的最大电缆长度都可达到1000米,因为此时SPE交换机到SPE中继器之间只传输数据。