Conceptos para el cableado Ethernet Industrial
Artículo escrito por David Álvarez, Jefe de Producto DC – Device Connectors
Los nuevos campos de aplicación requieren el desarrollo continuo de la tecnología de cableado para Ethernet Industrial. Los nuevos estándares Ethernet crean un equilibrio entre la velocidad de transferencia de datos y los requisitos específicos de la aplicación para los sistemas de cableado basados en cobre.
La tecnología Ethernet, originalmente desarrollada en la década de los años 80 para la transferencia de datos dentro de las redes de área local (LANS), ha avanzado enormemente, sobre todo en los últimos diez años. Recientemente, Ethernet Industrial se ha convertido en un componente clave de la tecnología de automatización desde la introducción de protocolos en tiempo real como Profinet, Ethernet / IP y Ethercat. Sin embargo, no sólo son aplicables aquí otros requisitos para las velocidades de transferencia y las líneas de datos. Dependiendo del uso en el control, el enrutamiento o en el nivel de campo y en la industria, estos requisitos también pueden ser fundamentalmente diferentes.
Soluciones a medida
Por lo tanto, el objetivo de Ethernet Industrial no puede ser crear
un estándar de comunicación estandarizado y universal. Más bien, las soluciones a medida deben ser posibles para una conexión eficiente a sistemas de IT de alto nivel, así como para la comunicación estable en tiempo real para diversos dispositivos de campo locales.
Gracias a su estructura de aplicación neutra, el protocolo Ethernet proporciona una sólida base para la fabricación de soluciones a medida para el nuevo estándar y, por lo tanto, abre nuevos campos de aplicación. La estructura es de aplicación neutra debido al número casi ilimitado de dispositivos de comunicación posibles y a los diversos medios de transferencia tales como son: el cobre, la fibra óptica y la conexión inalámbrica.
En el pasado, la estandarización
se limitaba a la reproducción de velocidades de transferencia de datos, mientras que los requisitos de la tecnología de cableado seguían aumentando. Los requisitos del cableado basado en cobre fueron definidos por la clase de transmisión, las denominadas categorías.
Cableado reducido
Por ejemplo, en 2014 se estableció el estándar IEEE 802.3bp. El nuevo estándar describe el Ethernet 1000Base-t1 o RTPGE (Reduced Twisted Pair Gigabit Ethernet). Esta tecnología se desarrolló principalmente en la industria del automóvil. Las especificaciones se aplican a pares de conductores trenzados no apantallados con los que se pueden obtener velocidades de transferencia de datos de hasta 1 Gbps en
segmentos de 10 a 40 metros. Estos requisitos del sector del automóvil, que se habían realizado hasta la fecha utilizando sistemas de bus en serie como MOST (Media Oriented Systems Transport) en sistemas de información y entretenimiento, están cumplidos. La ventaja del RTPGE es obvia: el cableado simplificado reduce directamente los costes, y los fabricantes pueden reducir el peso total del vehículo y, por lo tanto, el consumo de combustible.
Actualmente, el cableado simplificado también está siendo examinado por el Single Twisted Pair Ethernet Study Group. Sin embargo, aquí no se centra la atención en gigabit Ethernet, sino en las líneas de transmisión de cobre de 1.000 metros a una velocidad de transmisión de 10 Mbps. Esto significa que, en el futuro, se cubrirán otros campos de aplicación en las que no había sido posible utilizar Ethernet Industrial, como por ejemplo en la automatización de procesos.
Los especialistas en automatización confían en soluciones de bus de campo convencionales como Profibus PA o Foundation Fieldbus. Los protocolos permiten la transmisión simultánea de datos y de energía,
incluso con aplicaciones intrínsecamente seguras en áreas con riesgo de explosión. Cerca del 95% de todas las aplicaciones requieren longitudes de cable maestro de hasta 1.000 metros.
Nuevos procesos de codificación y modulación de la capa física y nuevos tipos de cables son necesarios para Ethernet Industrial con el fin de establecerse en estos campos que son complejos y altamente relevantes para la seguridad. Los conectores de datos, como interface para todos los dispositivos de comunicación, deben tener en cuenta los altos requisitos de esta industria. Alta resistencia a choques y vibraciones también son requisitos para la seguridad intrínseca en áreas Ex.
La implementación de la norma IEEE 802.3 para Ethernet de 10 Mbps demostrará si Ethernet Industrial abrirá nuevas áreas de aplicación en el futuro, como la automatización de edificios, la industria de la iluminación o la producción y distribución de energía.
Nuevas normas cierran fisuras
Con el fin de aprovechar al máximo las prestaciones de los cableados de par trenzado presentes para CAT5 y CAT6 y para satisfacer la demanda de mayores velocidades de datos, en mayo de 2015 se definieron dos estándares: 2.5Gbase-t y 5Gbaset. El objetivo del grupo de trabajo resultante IEEE P802.3bz es permitir velocidades de datos de 2,5 Gbps a través del cableado Cat5e en el rango de frecuencias de 100 MHZ y velocidades de datos de 5 Gbps a través del cableado Cat6 en el rango de frecuencias de 250 MHZ. Esto significa que el hueco entre Ethernet 1000Base-t y 10Gbase-t debe ser cerrado. Sin embargo, la especificación de la longitud máxima de 100 m del canal Ethernet no debe modificarse.
Las primeras pruebas de los valores umbral definidos en el informe técnico muestran que los componentes de Phoenix Contact ya cumplen con las crecientes exigencias de los nuevos estándares Ethernet. Por lo tanto, los usuarios pueden crear la base para un Ethernet Industrial con garantías de futuro con componentes estándar como cables de instalación, patch cables, conectores RJ45 o módulos jack
Más información www.phoenixcontact.com/ webcode/#0296