Wir alle haben das Vertrauen intelligenter Städte in robuste Sensornetzwerke erlebt, da diese zur Überwachung des Verkehrs, der Luftqualität und anderer öffentlicher Dienste benötigt werden. Der resultierende Datenfluss muss außerdem analysiert werden, um wichtige Erkenntnisse über die Nutzung der Infrastruktur zu gewinnen und so eine bessere Verwaltung von Diensten, Ressourcen und Energie zu erreichen, um Komfort, Sicherheit und Effizienz zu verbessern.
Datenkommunikationstechnologien wie Single Pair Ethernet (SPE) bilden die Grundlage dieser Netzwerke, vereinfachen die Konnektivität und reduzieren die Infrastrukturanforderungen für Smart-City-Designer. An den exponiertesten Endpunkten von SPE-Leitungen können jedoch raue Umgebungsbedingungen die Zuverlässigkeit der Verbindung gefährden. Werfen wir einen Blick darauf, wie die SPE-Technologie und ihr Hersteller Bulgin eine unterbrechungsfreie IP-Kommunikation für zuverlässigere Verbindungen unterstützen.
Wie SPE Geräteverbindungen vereinfacht
Im Gegensatz zu herkömmlichem Ethernet, das zwei oder vier Paar Twisted-Pair-Kabel verwendet, ist für SPE nur ein einziges Kabelpaar erforderlich, sodass leichtere Kabelbäume verwendet werden können, um die Infrastrukturkosten zu senken. Dennoch kann SPE weiterhin Daten und Strom gleichzeitig über eine einzige Leitung übertragen, was es zu einer idealen Wahl für Smart-City-Infrastrukturen wie Sicherheitskameras macht.
Ein weiterer Vorteil von SPE ist die Unterstützung von Standard-Ethernet-Protokollen wie PROFINET, EtherNet/IP, OPC UA und Modbus TCP, wodurch Sensoren eine direkte Verbindung zu einem breiteren Spektrum von Netzwerken und Clouds herstellen können, ohne dass eine Gateway-Protokollkonvertierung erforderlich ist. Durch die Verwendung von Standards wie 10BASE-T1L (IEEE 802.3kg-2014) kann die Anzahl der Gateways weiter reduziert werden, wodurch die Bereitstellungskosten gesenkt und das Netzwerk vereinfacht werden, während gleichzeitig eine konsistente Vollduplex-Kommunikation aufrechterhalten wird.
Dies ist ein großer Erfolg für die Vereinfachung des Bauprozesses von Smart Cities, doch unabhängig von der Kabellänge muss eine äußerst zuverlässige Verbindung an beiden Enden gewährleistet sein. Diese Zuverlässigkeit erfordert, dass exponierte Endpunkte wie Straßenlaternen, Verkehrssensoren und Parkinfrastruktur wasserdicht, staubdicht und manipulationssicher sind.
Leistungsstarke Lösung für SPE-Konnektivität
Um diesen Herausforderungen zu begegnen, bietet die 4000-Serie von Bulgin innovative SPE-Steckverbinderdesigns, die im gesteckten Zustand die Schutzarten IP66, IP68 und IP69K erreichen und eine staubdichte Abdichtung sowie Beständigkeit gegen Hochdruck- und Hochtemperaturspülungen bieten. Ob bei widrigen Wetterbedingungen oder bei manueller oder automatischer Spülung von Reinigungsgeräten, diese Steckverbinder können dank des manipulationssicheren Schnelldrehverriegelungssystems rund um den zentralen SPE-Anschluss eine sichere und zuverlässige Verbindung aufrechterhalten. Für Küstenstädte erfüllt die 4000er-Serie außerdem die Norm EN60068-2-52 und verfügt über eine hohe Salzsprühnebelbeständigkeit. Sein Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis 80 °C stellt sicher, dass er mit schnell wechselnden saisonalen Klimabedingungen zurechtkommt.
Der Nennstrom und die Nennspannung dieser Lösungen betragen 4 Ampere (A) bzw. 60 Volt Gleichstrom (VDC) mit starken elektrischen Eigenschaften, die die Stromversorgung über Datenleitungen (PoDL) unterstützen und den Einsatz einer Smart-City-Infrastruktur vereinfachen können. Das abgeschirmte Doppelleiterdesign unterstützt auch eine hohe Signalintegrität in Anwendungen mit hohem elektromagnetischem Rauschen, wie z. B. Ladestationen für Elektrofahrzeuge.
Die 4000-Serie umfasst mehrere Kabelkomponenten mit wählbaren Längen von 1, 2, 3 oder 5 Metern und Drahtdurchmessern von 22 oder 26 AWG, die sowohl Anpassungsfähigkeit als auch Flexibilität bieten. Drei Terminaloptionen unterstützen die Anbindung von SPE an verschiedene Smart-City-Anwendungen.
Beispielsweise ist PXPSPE4030/1M/22 (Abbildung 1) eine 1 Meter lange Komponente mit 22 AWG, die Single-Ended-Buccaneer- und T1-SPE-Anschlüsse von Bulgin für eine flexible Integration verwendet. Diese Lösung eignet sich sehr gut für Schrankverbindungen über kurze Distanzen zwischen dem Steuerkasten und nahegelegenen Sensoren.
Abbildung 1: Die Kabelbaugruppe PXPSPE4030/1M/22 verwendet einseitige Bulgin SPE Buccaneer- und T1 SPE-Anschlüsse für eine flexible Integration. (Bildquelle: Bulgin)
Darüber hinaus verfügt PXPSPE4031/3M/22 (Abbildung 2) über ein doppelseitiges Design, das an beiden Enden des Kabels alle Haltbarkeitsvorteile der 4000er-Serie bietet. Als versiegelte 3-Meter-22-AWG-Lösung eignet sich diese Komponente mittlerer Länge ideal für den Anschluss von Außengeräten wie CCTV-Kameras an Schalter oder drahtlose Zugangspunkte.
Abbildung 2: Die Kabelbaugruppe PXPSPE4031/3M/22 verfügt über einen doppelseitigen SPE Buccaneer-Anschluss und unterstützt robuste Verbindungen zwischen versiegelten Schränken. (Bildquelle: Bulgin)
Bulgin bietet auch Produkte wie PXPSPE4034/5M/26 an, die mit Aderendverbindern ausgestattet sind, die direkt an Klemmenblöcke angeschlossen werden können. Bei Verwendung von 5 Meter langen und feineren 26 AWG-Kabeloptionen kann diese Abschlusslösung unauffällige Verkabelungsoptionen für die Fernverbindung bestehender Infrastruktur und versiegelter intelligenter Sensoren bieten, mit typischen Anwendungsszenarien einschließlich der Luftqualitätsüberwachung in HVAC-Systemen.
Panelmontierte Steckverbinder wie PXPSPE4032 (Abbildung 3) erweitern das Ökosystem und sind mit allen PXPSPE403X-Kabelbaugruppen kompatibel. Auf beiden Seiten können auch Standard-T1-SPE-Kabel verwendet werden, allerdings geht dadurch die hohe Einbruchschutzleistung zurück.