Single Pair Ethernet: la nuova frontiera dei sistemi di gestione degli edifici e delle reti tecnologiche operative.
a cura di STIM e PANDUIT
luglio 2024
Per massimizzare i benefici della trasformazione digitale, tutti i sistemi negli edifici moderni e nelle reti industriali devono comunicare su una rete sicura, convergente e integrata, in grado di trasmettere dati da una varietà di dispositivi attraverso la rete IT al cloud.
Spinto da questa trasformazione digitale, l’Ethernet industriale è oggi pervasivo nella produzione e nell’automazione di processo, rappresentando il 68% dei nodi negli spazi industriali. Allo stesso modo, le reti IP sono in forte crescita nelle reti tecnologiche industriali (OT) e negli spazi di automazione degli edifici. Per questo motivo, le capacità operative stanno aumentando con le reti IP industriali, per supportare applicazioni di machine learning e accesso remoto, monitoraggio dell’uso dell’energia e aumento di sicurezza, protezione e benessere per gli occupanti degli edifici.
Single Pair Ethernet (SPE) è una tecnologia chiave che sta maturando ed è in grado di indirizzare su IP i dispositivi edge e i sensori che supportano queste applicazioni, in modo da avere un’unica rete Ethernet senza soluzione di continuità dalla periferia della rete al cloud.
Le reti negli edifici intelligenti e nell’automazione industriale hanno requisiti specifici che devono essere presi in considerazione quando si progetta una comunicazione dati affidabile e sicura.
Negli ultimi 8-10 anni la tecnologia SPE si è evoluta fino alla commercializzazione nei settori automobilistico e industriale/OT, disciplinata dallo standard IEEE 802.3cg del 2019 che include due livelli di comunicazione: 10BASE-T1L e 10BASE-T1S.
Il 10BASE-T1L trova applicazione diretta nell’automazione degli edifici e controller e gli switch con questa tecnologia a bordo sono oggi disponibili per collegare dispositivi edge e sensori nei sistemi di gestione degli edifici stessi.
Per garantire prestazioni e affidabilità, le installazioni di cablaggio e connettività Ethernet a coppia singola (SPE) devono seguire lo standard di settore delle comunicazioni informatiche (ICT), come stabilito da ANSI/TIA-568.5, standard per il cablaggio e i componenti delle telecomunicazioni a coppia singola bilanciata, basato sulla specifica elettrica 10BASE-T1L.
Lo SPE, evoluzione del tradizionale protocollo Ethernet, è destinato dunque a rivoluzionare l’accessibilità dei dati e il controllo dei dispositivi nelle applicazioni industriali e negli edifici moderni. Questa tecnologia consentirà di sostituire i protocolli proprietari di tipo bus, armonizzando la comunicazione e l’alimentazione dei dispositivi in campo. Il numero sempre crescente di dispositivi connessi e la distanza da coprire per la loro connessione delineano SPE come la soluzione adatta che troverà applicazione nel settore industriale e nella gestione dei servizi BMS presenti negli edifici.
I vantaggi principali di Single Pair Ethernet nelle reti OT sono:
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Una singola rete fisica
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Un unico livello fisico senza soluzione di continuità dal bordo macchina di produzione fino al cloud. SPE semplifica la progettazione e il funzionamento della rete, eliminando il supporto delle reti BUS/analogiche utilizzate nelle reti OT.
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Integrazione con i sistemi di automazione e controllo
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Integrazione più stretta con le architetture di riferimento convalidate nei sistemi di automazione e controllo industriale (IACS) (per esempio, Converged Plantwide Ethernet, CPwE).
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SPE, essendo Ethernet, se supportato dall’applicazione IACS, consente un’integrazione e un controllo molto più efficace sulla rete periferica rispetto alle reti tradizionali.
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Sicurezza migliorata
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Sicurezza notevolmente migliorata rispetto alle reti legacy “cyber-vulnerabili”. Poiché SPE è Ethernet, le reti edge incorporano la suite di misure di sicurezza restrittive presenti nelle reti IP e OT software defined operation (SDO), come CIP Security.
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Supporta i segmenti di collegamento e la lunga portata
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Un segmento di collegamento 10BASE-T1L supporta fino a dieci (10) connettori in linea che utilizzano una singola coppia di conduttori bilanciati fino ad un massimo di 1.000 metri.
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Erogazione di alimentazione
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L’erogazione opzionale di energia elettrica può trasformare l’infrastruttura di controllo dell’alimentazione della rete OT. Molti dispositivi edge dipendono da fonti di controllo dell’alimentazione locali. I collegamenti 10BASE-T1L SPE consentono un’unica connessione con il controllo dell’alimentazione e i dati.
La possibilità di utilizzare un cablaggio strutturato basato su standard di settore per progettare, implementare e convalidare sistemi di cablaggio Single Pair Ethernet (SPE) è importante per garantire che le applicazioni 10BASE-T1L possano raggiungere la massima lunghezza di esecuzione, le prestazioni e il throughput di dati promessi dallo standard IEEE 802.3cg-201.
Man mano che saranno disponibili dispositivi SPE e che continuerà lo sviluppo di standard, Panduit si impegnerà a fornire indicazioni sulle migliori pratiche per l’implementazione di SPE in ambienti di gestione di edificio e automazione industriale.
STIM progetta, integra e gestisce soluzioni innovative e, come storico Partner di Panduit, è pronta a cogliere le crescenti opportunità che lo sviluppo tecnologico mette a disposizione per semplificare il processo di Digital Transformation che le aziende devono affrontare.
STIM
STIM Tech Group è un Gruppo italiano di quattro System Integrator, focalizzato sulla pianificazione, progettazione e sviluppo di infrastrutture e servizi digitali costantemente innovativi e adattati alle esigenze dei clienti. Il Gruppo copre ogni fase del processo attraverso esperienze, competenze e formazioni incrociate. STIM Tech Group è anche la Business Unit italiana di GPA, il più grande System Integrator globale che opera in più di 50 paesi con gli stessi standard e processi di integrazione.
