Industrial Automation

Overcoming the Hurdles of Single Pair Ethernet Proliferation

Chen Zhang

Although Single Pair Ethernet (SPE) has been discussed for some time now, its acceptance in the market has had some hiccups. Today, it’s quickly gaining traction as a way to supply Ethernet over a single twisted pair—instead of the two or four pairs that most other data transmission mediums rely on.

 

Parmi leurs nombreux avantages, les câbles SPE sont plus légers que les câbles traditionnels, sont plus rapides et plus faciles à installer, et ont une excellente portée et une bonne couverture des appareils. Au cours des dernières années, cependant, il y a’ Il existe plusieurs raisons pour lesquelles certains professionnels du secteur ont hésité à envisager l’Ethernet à paire unique. Dans ce blog, nous discutons de ces obstacles et expliquons comment ils’ être surmonté.

 

L'écosystème de l'Ethernet à paire unique

 

L'un des doutes les plus fréquents concerne le degré de disponibilité de la chaîne de valeur ou de l'écosystème de l'Ethernet à paire unique. Par exemple, les fabricants de puces PHY’ produits pris en charge sur IEEE 802.3da 10BASE-T1S ? Quels connecteurs doivent être utilisés ? Toutes les normes sont-elles publiées et permettent-elles d’investir en toute sécurité ? Existe-t-il des cas d’utilisation pour les produits SPE dans différents secteurs verticaux ?

 

Ces questions— avec beaucoup d'autres— cadrer les difficultés auxquelles sont confrontées les entreprises industrielles traditionnelles lors du déploiement de la SPE. Quand il n'y a pas’ S’il n’y a pas de réponses solides et faciles à trouver à ce type de questions, elles deviennent des goulots d’étranglement qui ralentissent l’adoption de la technologie SPE. Heureusement, le secteur se mobilise pour répondre à ces questions afin que les installateurs et les utilisateurs aient des réponses claires et comprennent comment déployer l'Ethernet à paire unique.

 

Une fois ces questions répondues, les entreprises devront réfléchir au rôle qu’elles joueront au sein de l’écosystème SPE et à la manière dont la technologie s’aligne sur les compétences de base internes.’

 

Rétrocompatibilité

 

Le chercheur Carl Shapiro a très bien catégorisé le rôle des normes dans son article “The Art of Standards Wars” , en partageant des exemples historiques convaincants comme le Nord contre le Sud dans les écartements de chemin de fer au 19e siècle, Edison contre Westinghouse et les normes de production et de distribution d'énergie CA et de télévision couleur. Ce document révèle des points de vue stratégiques et la manière de gagner des clients dans des secteurs très réglementés. Au-delà de ce qui a été dit, l'objectif fondamental des normes est de réaliser des économies d'échelle au profit des utilisateurs finaux.

 

L'Ethernet à paire unique est une technologie radicale et révolutionnaire qui offre des performances exceptionnelles et irréfutables. Souvent, la technologie radicale n’est pas rétrocompatible avec les produits ou technologies existants.’ Pour profiter pleinement des performances et des avantages des nouvelles technologies, les anciens actifs doivent souvent être remplacés par des équipements plus modernes.

 

Le développement progressif, quant à lui, offre généralement l'avantage de la compatibilité descendante. Ceci est important, en particulier lorsque les environnements de système établis et la compatibilité de la chaîne de valeur sont déjà en place pour la technologie existante ; cependant, la sensibilisation est aussi essentielle.

 

La prise en charge de la compatibilité descendante permet également de réduire le coût unitaire relatif en conservant des performances identiques ou supérieures. Parmi les exemples récents dans le secteur informatique, on peut citer le passage de l'USB 2.0 à l'USB 3.0 ou du PCIe 3.0 au PCIe 4.0.

 

Des tentatives ont été faites pour faciliter la migration vers la technologie SPE. Par exemple, les normes IEC 63171-2 et IEC 63171-5 établissent la compatibilité des connecteurs à quatre chambres avec les systèmes de câblage à quatre paires existants et les interfaces RJ45. Mais elles ont été rejetées par la Single Pair Ethernet System Alliance. Les anciens connecteurs M12 à code A existants ont été proposés pour être utilisés comme connecteurs SPE dans le secteur de la transformation. Les clients ont également exprimé leur intérêt pour la réutilisation des câbles PROFINET existants pour la technologie SPE. Cela est possible, mais seulement dans certaines situations. Cela dépend de l'installation.

 

Les barrières psychologiques et financières liées à l'acceptation et à l'adoption de produits nouveaux et plus performants sont moins importantes. Dans ces exemples, il existe une voie de migration claire et simple qui permet aux utilisateurs de convaincre les parties prenantes des avantages et de mettre à jour progressivement les actifs obsolètes, réduisant ainsi les risques opérationnels liés à l'adoption. Historiquement, le SPE semble nécessiter des enjeux élevés pour bénéficier de tous les avantages—mais la situation s'améliore.

 

Le risque de l'investissement

 

Lorsqu'il s'agit de nouvelles technologies, les entreprises bien établies ont du mal à équilibrer le poids de l'investissement.

 

Ne pas participer à une innovation révolutionnaire telle que la technologie SPE peut sembler une décision relativement sûre ; cependant, vous courez le risque de renoncer à un avantage sur la concurrence et de vous retrouver à la traîne sur le marché. Kodak et Nokia sont deux exemples bien connus d'entreprises qui ont choisi de ne pas investir dans des technologies révolutionnaires et qui, de ce fait, sont devenues obsolètes.

 

Nous voyons également des exemples d'entreprises qui investissent dans les nouvelles technologies et qui ne réussissent pas pour autant. La clé du succès dépend de deux éléments :

 

  1. À quel moment vous décidez d'adopter l'innovation et quel rôle vous comptez jouer (innovateur, adepte précoce, majorité précoce, etc.)
  2. Le degré de préparation de l'écosystème technologique

 

Sur la base d'une étude de marché, la taille du marché mondial des connecteurs a été estimée à $62,7 milliards à la fin de 2021. Les types de connecteurs SPE correspondants représentent environ 2 % de ce chiffre d'affaires total (1,25 milliard de dollars). La théorie de la diffusion nous apprend que la taille du marché des innovateurs (2,5 %) de 1,25 milliards de dollars représenterait environ 30 millions de dollars de revenus pour tous les acteurs de l'écosystème au total, et les adeptes précoces (13,5 %) généreraient environ 170 millions de dollars pour atteindre le point de basculement du marché.

 

La loi sur la diffusion de l'innovation

 

Graphique la loi sur la diffusion de l'innovation

 

Adapté de Diffusion de l'innovation, Wikipedia

 

Nous pouvons facilement travailler en amont pour calculer le nombre de produits de connectivité SPE passifs qui doivent être vendus avant que l'écosystème ne soit considéré comme mature. Même si ce n’est que le début, le changement va continuer à s’accélérer.’

 

Les questions fondamentales auxquelles toute entreprise traditionnelle doit répondre pour déterminer si elle est prête pour la transition sont de savoir qui seront les adeptes précoces et à quel moment le point de basculement du secteur se produira.

 

La pandémie

 

La pandémie mondiale a également eu un impact temporaire sur la croissance de l'écosystème de l'Ethernet à paire unique. La croissance de l'écosystème dépend de l'interaction et de la collaboration entre les différentes entreprises à chaque étape de la chaîne.

 

Les réunions virtuelles ponctuelles et les annulations d'événements et d'expositions ont eu un impact essentiel sur l'écosystème de l'Ethernet à paire unique, malgré la facilité d'accès aux capitaux.

 

Les actions des fabricants

 

Enfin, le passage de l'Ethernet à paires multiples au SPE implique que tous les joueurs agissent. Par exemple, alors que les fabricants de dispositifs continuent d'adopter et d'intégrer la nouvelle technologie SPE, du matériel et des logiciels seront développés pour les produits SPE de la nouvelle génération. Les fabricants de dispositifs finaux doivent construire de nouveaux circuits imprimés afin d'intégrer de nouveaux circuits intégrés pour moduler les signaux. Les entreprises de connecteurs doivent se mettre d'accord sur de nouvelles normes pour maximiser la compatibilité.

 

Les mesures prises aujourd'hui par ces fabricants permettront aux intégrateurs et aux constructeurs de machines de créer des solutions pour des applications appropriées dans différents secteurs verticaux afin d'apporter de la valeur aux propriétaires d'actifs et aux exploitants.

 

Belden contribue à la mise sur le marché de l'Ethernet à paire unique afin que les entreprises puissent bénéficier de ses avantages.

 

Notre gamme de produits de câblage et de connectivité Ethernet à paire unique est conçue pour optimiser les possibilités de connexion Ethernet dans les environnements difficiles, y compris les opérations industrielles et de transport.

 

Ces systèmes s'associent pour poser les bases d'une communication en temps réel entre tous les appareils du réseau, la dorsale de l'entreprise et l'informatique en cloud, afin d'améliorer l'efficacité des processus et de réduire les coûts opérationnels.

 

Alors que l'industrie 4.0 évolue et que le nombre de capteurs et d'actionneurs connectés au réseau principal de l'usine augmente, l'Ethernet à paire unique est une solution simple pour faire progresser l'automatisation industrielle.

 

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