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SETTEMBRE 2024 FIELDBUS & NETWORKS 41 Fieldbus & Networks N egli ultimi 20 anni, la diffusione di Ethernet come mezzo di collega- mento principale per i sistemi di automazione e per l’acquisizione di dati di campo dalla rete è stata sempre più rilevante. I paradigmi Industria 4.0 e 5.0, così come la pervasiva necessità di soluzioni IIoT, hanno sostenuto l’adozione di queste tecnologie in contrasto alle classiche soluzioni basate su fieldbus, sia per ragioni di integrazione IT-OT, sia per semplificare la verticalizzazione delle reti industriali, sia per supportare il monitoraggio, la condivisione e l’analisi dei dati acquisiti in tempo reale da sensori e attuatori connessi. Questo ha anche fornito una piattaforma solida per portare nel mondo industriale nuove tecnologie, come l’intelligenza artificiale, il machine learning, i digital twin, la manutenzione predittiva, tutte tecnologie che possono incrementare la safety dei sistemi, ridurne i downtime e che, in generale, permettono di ottimizzarne la produttività attraverso la previsione au- tomatica e l’inventario. Allo stesso tempo, la transizione verso Ethernet impone alcuni requisiti che inevitabilmente rendono più complesso questo processo, come per esempio la necessità di modificare la tipologia di cablaggi. In questo frangente, man mano che le reti industriali hanno visto una conver- genza verso Ethernet, si è posta sempre più preponderante la questione di svi- luppare soluzioni di cablaggio che consentano una significativa riduzione dei costi, un risparmio di spazio, una maggiore copertura e migliori prestazioni. Per soddisfare queste ultime esigenze, la tecnologia SPE-Single Pair Ethernet per il campo industriale è emersa come la soluzione maggiormente promettente. Essa si basa sulle specifiche dello standard Ieee 802.3cg-2019, in particolare del livello fisico 10Base-T1L. Dal punto di vista tecnologico si sfrutta un’unica coppia di fili in modo intelligente, per fornire sia l’alimentazione sia la comu- nicazione dei dati, consentendo la creazione di link a 10 Mb/s fino a 1.000 m. Un aspetto molto rilevante è che, pur sfruttando un mezzo fisico altamente disponibile nel mondo industriale, si può fornire uno strato fisico ‘neutro’ ri- spetto agli strati superiori, in grado, quindi, di trasportare qualsiasi protocollo industriale Ethernet based. Su questa base è stata successivamente svilup- pata una variante, che sta avendo un impatto molto significativo, denominata Ethernet-APL (Advanced Physical Layer), concepita per l’automazione di pro- cesso in settori come gli impianti chimici o le raffinerie di petrolio, fornendo sicurezza intrinseca in ambienti potenzialmente esplosivi. In questo articolo verranno analizzate brevemente le principali caratteristi- che delle due ‘varianti’ di industrial SPE esistenti, cercando di delinearne un confronto e di discuterne le potenzialità di impiego. Soprattutto, si cercherà di delineare l’impatto che queste tecnologie potranno portare nel mondo in- dustriale. Industrial SPE vs Ethernet-APL Lo sviluppo di Single Pair Ethernet è stato spinto principalmente dall’industria automotive, che necessitava di cavi più piccoli, leggeri e che supportassero maggiore larghezza di banda, da utilizzare nei sistemi di cablaggio dei veicoli. I primi standard SPE sono stati 100Base-T1 (2015 Ieee 802.3bw) e 1000Base- T1 (2016 Ieee 802.3bu), che hanno anche incluso TSN (Time-Sensitive Net- working) per garantire una bassa latenza, determinismo e la possibilità di alimentazione remota dei dispositivi. Tutorial SPE: STATO DELL’ARTE E PROSPETTIVE VEDIAMO QUI LE CARATTERISTICHE E POTENZIALITÀ DI IMPIEGO DELLE DUE ‘VARIANTI’ DI INDUSTRIAL SPE, DELINEANDONE L’IMPATTO SUL MONDO INDUSTRIALE Fieldbus & Networks Fonte: foto Shutterstock FedericoTramarin La tecnologia SPE-Single Pair Ethernet per l’ambito industriale promette di ridurre i costi di cablaggio, far risparmiare spazio, offrire una maggiore copertura e migliori prestazioni di rete