¿Qué es Single Pair Ethernet (SPE)?

Single Pair Ethernet (SPE) es una tecnología Ethernet que utiliza un único par trenzado de cables para transmitir datos y energía simultáneamente. A diferencia de la Ethernet tradicional, que suele requerir cuatro pares de hilos (ocho conductores), la SPE simplifica la infraestructura de red al tiempo que mantiene altas velocidades de datos y largas distancias de transmisión. Se utiliza ampliamente en aplicaciones de automatización industrial, automoción e IoT.

SPE se diferencia de Ethernet tradicional en varios aspectos:

• Menos cables: Utiliza sólo un par trenzado en lugar de cuatro, lo que reduce el peso y el coste del cable.
• Mayor distancia: Permite la transmisión de datos hasta 1.000 metros, frente a los 100 metros de Ethernet estándar.
• Alimentación y datos combinados: Puede suministrar alimentación a través del mismo cable mediante la línea de alimentación sobre datos (PoDL), lo que elimina la necesidad de cables de alimentación independientes.
• Optimizado para IoT y uso industrial: ideal para automatización industrial, automoción y aplicaciones integradas en las que las limitaciones de espacio y peso son críticas.

• Rentable : Reduce los costes de cableado y simplifica la infraestructura de red.
• Ligero y ocupa poco espacio : Ideal para aplicaciones compactas como automoción y robótica.
• Admite largas distancias : Puede transmitir datos hasta 1.000 metros, dependiendo del estándar utilizado.
• Transmisión de datos a alta velocidad : Admite velocidades de hasta 10 Gbps en aplicaciones de corto alcance.
• Suministro de energía : Permite a los dispositivos recibir tanto alimentación como datos a través de un único par de cables.
• Fiabilidad mejorada : Menos cables significan menos puntos de fallo, lo que mejora la estabilidad de la red.

SPE se utiliza ampliamente en:

• Automatización industrial - Conexión de sensores, controladores y actuadores en fábricas inteligentes.
• Automoción : se utiliza en las redes de vehículos modernos para sustituir el cableado heredado más pesado.
• Automatización de edificios : sistemas inteligentes de iluminación, seguridad y climatización.
• Ferrocarril y transporte : redes ligeras para trenes y aviones.
• IoT (Internet de las cosas) : conexión de dispositivos periféricos en ciudades y fábricas inteligentes.

Ethernet monopar admite varias velocidades de transmisión de datos, entre ellas

• 10 Mbps (para distancias de hasta 1.000 m)
• 100 Mbps (para distancias de hasta 400 m)
• 1 Gbps (para distancias de hasta 40 m)
• 10 Gbps (para aplicaciones de alcance ultracorto)

Las capacidades de velocidad y distancia dependen del estándar IEEE específico que se utilice.

La SPE se rige por varias normas IEEE 802.3, entre las que se incluyen:

• IEEE 802.3cg - 10BASE-T1 (10 Mbps en hasta 1.000 m)
• IEEE 802.3bw - 100BASE-T1 (100 Mbps hasta 40 m)
• IEEE 802.3bp - 1000BASE-T1 (1 Gbps hasta 40 m)
• IEEE 802.3ch - 2,5GBASE-T1, 5GBASE-T1 y 10GBASE-T1 (aplicaciones de alta velocidad de corto alcance)

Sí. La alimentación a través de línea de datos (PoDL) es una función SPE que permite a los dispositivos recibir tanto alimentación como datos a través de un único par trenzado, de forma muy similar a la alimentación a través de Ethernet (PoE) en las redes tradicionales. Esto elimina la necesidad de cableado de alimentación independiente, lo que reduce los costes de instalación.

La SPE requiere conmutadores, conectores y adaptadores específicos para integrarse con las redes Ethernet tradicionales basadas en RJ45. Sin embargo, los convertidores de medios y las pasarelas pueden salvar la distancia entre SPE y Ethernet estándar.

El sector ha adoptado las normas IEC 63171-6 e IEC 63171-2 como tipos de conectores estándar para Ethernet monopar. Estos conectores son

• Compactos y robustos
• Diseñados para entornos industriales y de automoción
• Compatibles con la infraestructura existente mediante adaptadores

La distancia máxima de transmisión depende de la velocidad de transmisión de datos:

• 10 Mbps - Hasta 1.000 metros
• 100 Mbps - Hasta 400 metros
• 1 Gbps - Hasta 40 metros
• 10 Gbps - Sólo aplicaciones de corto alcance

SPE no está diseñada para sustituir a Ethernet multipar tradicional, sino para complementarla, especialmente en entornos industriales, de automoción y de IoT, donde el peso, el espacio y la transmisión a larga distancia son factores críticos. Ethernet estándar seguirá utilizándose en informática de alto rendimiento, redes de oficina y centros de datos.

• Reduce la complejidad del cableado en fábricas y edificios inteligentes.
• Permite la conectividad directa entre sensores, actuadores y controladores sin pasarelas adicionales.
• Admite comunicación en tiempo real para aplicaciones industriales.
• La alimentación a través de línea de datos (PoDL ) elimina la necesidad de cableado de alimentación independiente.

• Sustituye a los voluminosos mazos de cables de los vehículos, reduciendo el peso y mejorando la eficiencia del combustible.
• Admite sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) y conducción autónoma.
• Permite la comunicación de alta velocidad entre ECU, sensores y cámaras.
• Simplifica la topología de red para las arquitecturas de vehículos de nueva generación.

Sí. La SPE está ganando una amplia adopción en todas las industrias debido a su eficiencia, rentabilidad y capacidades de larga distancia. Con el creciente apoyo de los fabricantes de redes, las empresas de automatización industrial y el sector de la automoción, se espera que la SPE desempeñe un papel importante en el futuro del IoT industrial y las redes de vehículos.

• Normas IEEE 802.3: https://standards.ieee.org
• Red de socios industriales SPE: https://singlepairethernet.com