Single Pair Ethernet (SPE) está redefiniendo la conectividad industrial con su capacidad para transmitir datos de forma eficiente a través de un único par de hilos, ofreciendo mayor ciberseguridad, compatibilidad con infraestructuras existentes y simplificación de las redes de automatización modernas.
En plena evolución de la conectividad industrial, está surgiendo una notable innovación como eje central: Single Pair Ethernet (SPE). Con capacidad para revolucionar la transmisión de datos en entornos industriales, la SPE está reconfigurando el panorama de las comunicaciones de red seguras y fiables en diversos sectores. Mientras que la Ethernet tradicional ha sustentado históricamente la automatización de procesos y fábricas, la SPE se perfila ahora como un componente fundamental que mejora las redes de automatización modernas e influye en las industrias del futuro.
Una nueva era de conectividad Ethernet
Single Pair Ethernet agiliza la transmisión de datos a través de un único par de hilos, integrándose a la perfección con las infraestructuras Ethernet existentes, al mismo tiempo que refuerza la conectividad de los dispositivos y permite una mayor eficiencia en el empaquetado. Establece una red unificada basada en IP, eliminando la necesidad de gateways y agilizando la conectividad en toda la jerarquía de automatización.
SPE facilita la transmisión directa de datos de extremo a extremo desde sensores multifuncionales a la nube, ofreciendo velocidades de transmisión adaptables que van de 10 Mb/s a 1 Gb/s en distancias que van de 40 a 1.000 metros. Además, admite alimentación a través de línea de datos (PoDL) y cumple las normas sobre conectores descritas en las normas IEC 63171-2 (IP20) e IEC 63171-5 (IP67).
SPE ofrece una oportunidad para que protocolos como PROFINET y OPC UA aprovechen sus capacidades a la perfección, sin necesidad de grandes revisiones, lo que la convierte en una opción versátil para diversas aplicaciones. Sin embargo, lo que realmente distingue a SPE es su adaptabilidad para satisfacer las distintas necesidades de las diferentes industrias, ofreciendo un espectro de subestándares que varían en velocidades de datos, longitudes de línea y opciones de alimentación. Esta adaptabilidad garantiza la selección de la solución óptima para cada aplicación específica.
En el sector de la automoción, SPE ya ha demostrado ser un concepto viable. En la actualidad, las industrias se esfuerzan activamente por replicar este éxito en el ámbito de la automatización de fábricas, afrontando retos similares. El panorama industrial se enfrenta a la escasez de mano de obra cualificada junto con un aumento sustancial de sensores y actuadores. La complejidad de gestionar varios protocolos de bus con personal limitado exige una solución de red sencilla de construir, instalar y mantener. SPE es precisamente esa solución.
Mejorar la ciberseguridad y el blindaje contra interferencias con SPE
En un momento en que la ciberseguridad se perfila como una preocupación apremiante, Single Pair Ethernet, emerge como una solución creíble dotada de medidas de seguridad inherentes. En la actualidad, muchos de los protocolos de comunicación existentes carecen de capacidades de red completas y funciones de seguridad sólidas. Al incorporar SPE, aprovechamos los sólidos mecanismos de seguridad inherentes a la capa superior del modelo OSI (Interconexión de Sistemas Abiertos), similares a los utilizados en Ethernet estándar. Dada la alineación de SPE con Ethernet estándar en la capa OSI, los usuarios pueden aprovechar amplias funciones de ciberseguridad a menudo ausentes en las arquitecturas de comunicación actuales.
Reflexionando sobre casos pasados en los que los ciberataques se dirigieron a plataformas de automatización existentes sin control debido a la ausencia de medidas de ciberseguridad a nivel de tecnología operativa (OT), SPE introduce ahora funciones de ciberseguridad vitales para mejorar la seguridad OT. Al tender un puente entre las tecnologías de la información y las tecnologías operativas, la SPE se perfila como un elemento crucial para fortificar las fábricas del futuro y frustrar los ataques avanzados de piratas informáticos, incluidos los dirigidos a los niveles inferiores de la pirámide de la automatización.
Las interferencias de señal y las interferencias electromagnéticas (EMI) figuran entre las principales preocupaciones en las aplicaciones industriales. SPE aborda estos retos aprovechando la fiabilidad de la base de Ethernet estándar. Ethernet cuenta con un historial probado de funcionamiento eficaz en convertidores de frecuencia, arrancadores de motores y otros componentes industriales, siempre que se implementen medidas adecuadas de conexión a tierra, unión y blindaje.
Las especificaciones de los conectores SPE se asemejan mucho a las de los conectores M8 y M12, lo que garantiza su fiabilidad incluso en condiciones rigurosas. Con estándares establecidos de resistencia a golpes y vibraciones, los conectores SPE ofrecen una solución fiable para entornos industriales, manteniendo fuerzas de extracción constantes, así como tolerancias de fuerza vertical y lateral.
Single Pair Ethernet System Alliance,: Unidos por un objetivo común
A la vanguardia de esta transición se encuentra la Single Pair Ethernet System Alliance, unida en su misión de hacer avanzar la tecnología SPE en la IoT industrial y en diversos dominios de aplicación. Las polifacéticas capacidades de la SPE han despertado un gran interés en numerosas empresas y líderes del sector, lo que ha llevado a considerar activamente su integración en sus hojas de ruta estratégicas.
Un testimonio de la creciente importancia de la SPE es la reciente incorporación de su 62º miembro a la SPE System Alliance, lo que pone de relieve el reconocimiento mundial del potencial de la SPE. En 2016, según estudios de HMS, las arquitecturas de comunicación basadas en Ethernet representaban apenas el 30 % de los sistemas bicableados. En menos de una década, este panorama ha experimentado una profunda transformación, con datos recientes que indican que la comunicación basada en Ethernet domina ahora el sector, constituyendo aproximadamente el 60-66 % de toda la comunicación entre sistemas de dos cables. Esta tendencia sigue cobrando un impulso constante y bien merecido.
Con unos índices de adopción incluso moderados, la Alianza prevé que la SPE está preparada para hacerse con una cuota de mercado significativa, que podría alcanzar el 10% en 2030, lo que equivaldría a unos 50 millones de nodos, en consonancia con las previsiones del IEEE. En caso de adopción rápida, esta cifra podría elevarse hasta los 180 millones de nodos, impulsada además por una mayor utilización en sectores como la automatización de procesos y la automatización de edificios.
El camino hacia un futuro sincronizado
De cara al futuro, el alcance de la SPE va mucho más allá de la automatización. La SPE tiene un impacto y una influencia significativos en diversos ámbitos, como la infraestructura de edificios, la automatización de fábricas, la automatización de procesos, los parques eólicos, las instalaciones solares, las iniciativas de ciudades inteligentes e incluso la integración de ascensores y escaleras mecánicas en los modernos edificios inteligentes. En entornos industriales, la SPE puede revolucionar los detectores de intrusión, los controladores de motores, los sensores de humedad, los sensores de vibración, los codificadores y otros sensores. Puede permitir el mantenimiento predictivo a través de la IA, transformando las operaciones cotidianas en las plantas de proceso.
La adopción de Single Pair Ethernet no sólo representa una transición tecnológica, sino también una reacción a los cambios demográficos del sector. Con una población activa cada vez más envejecida, aumenta la demanda de soluciones de red sencillas y fáciles de usar. Piensa en tu experiencia informática actual: conectar un nuevo teclado o ratón o conectar un reloj inteligente es tan fácil como enchufarlo, reflejando la eficiencia a la que están acostumbradas las generaciones más jóvenes. Los ingenieros emergentes están familiarizados con las configuraciones plug-and-play y las redes basadas en IP, y SPE se alinea a la perfección con esta visión de un futuro conectado.
SPE surge como el catalizador que nos impulsa hacia una nueva era de conectividad industrial, facilitando el camino hacia una mayor ciberseguridad y eficiencia en la comunicación de redes industriales. Su impacto transformador va más allá de los confines de la industria y promete redefinir la forma en que nos conectamos y comunicamos en la era digital. Aunque la SPE constituye sólo un elemento de un panorama más amplio, se erige como un componente esencial en la configuración de la trayectoria de nuestro futuro.
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