SPE(Single Pair Ethernet) Connector-싱글페어 이더넷 커넥터

Panduit사는 SPE(Single Pair Ethernet)의 표준을 이끈 대표적인 제조사이며 Panduit사의 SPE Conector는 2021 Cabling Innovator Award에서 플래티넘(Platinum)상을 받은 혁신적이고 작업이 매우 편리한 제품입니다.

공장 및 산업용 엔터프라이즈 산업에서 과거 RS통신대신 이더넷(Ethernet) 통신이 보편화되며서 보다 저렴하게 이더넷을 구축 할 수 있도록 기존의 4 Pair 케이블링 제품 대신 Single Pair (즉 1 Pair)로 구성이 된 제품이 출시되었습니다.

특히 공장이나 산업현장의 필드단에서는 많은 용량의 데이타가 필요하지 않아 단일쌍(Single Pair)으로 구성을 하면 보다 장거리를 보다 저렴하게 구성알 수 있는 장점이 있습니다.

SPE(Single Pair Ethernet)는 2021년 IEEE Std. 802.3cg-2019, 10BASE-T1L에 따라 공식적인 표준이 되어 다양한 산업 및 빌딩 환경에 사용이 가능하게 되었습니다.

Sing Pair Ethernet Type 1 Shielded Connector
 

SPE Connector- 싱글페어 이더넷 커넥터의 기본적인 디자인은 아래와 같습니다.

아래 좌측 그림은 Type 1 Connector이며 우측 그림은 M8 Single Pair Ethernet 커넥터입니다.

OT와 IoT를 단일 프로토콜인 이더넷을 이용하여 표준화하는 것은 디지털 전환이 광범위하게 이루어 지고 있는 네트워크, 산업 및 빌딩운영 분야 등에 적용하는데 있어서 매우 중요한 의미가 있습니다. SPE(Single Pair Ethernet)기술은 산업 제어 네트워크와 디지털 건물 운영을 하나의 이더넷 프로토콜로 표준화하는 지원기술이라고 할 수 있으며 SPE 및 APL(Advanced Physical Layer)은 클라우드단에서부터 네트워크의 종말단에 이르기까지 끊김없는 단일 네트워크를 작동시키고, 기존의 이더넷 케이블링보다도 더 긴 거리까지 연결되어 있는 최종 디바이스 장치에 전력을 공급하는 새로운 PoE변형을 사용할 수 있는 기능을 제공합니다.    

대부분의 OT(Operating Technology)장치는 전력 공급이 필요하기 때문에 운영자입장에서는 전력과 데이터 전송을 하나의 단일 시스템으로 연결하는 것을 선호하기 마련입니다. 현재의 밧데리 기술은 OT기반의 각종 장치나 장비는 빌딩 사용자들의 건강과 안전은 물론이고, 제조시설 및 장비의 확장성면에서 유선설비보다는 안정성이 떨어진다고 말할 수 있습니다. 

이러한 SPE기반 표준화된 인터페이스는 광범위한 제품들간의 에코시스템 구현을 가능하게 합니다. 특히, 호환성이 없는 기존의 인터페이스 대신 싱글페어 이더넷(Single Pair Ethernet)으로 구성시 각종 네트워크 구성의 성능과 안전을 담보할 수 있는 이더넷으로 통일을 하여 검증된 설계가 가능하다는 장점이 있습니다.

기존 4 Pair 제품과 Single Pair의 기본 특성을 비교하면 아래와 같습니다.

이러한 미래 비전과 시장의 변화에 발 맞춰서, 팬듀이트에서는 최근 네트워크 시장에서 주목을 받고 있는 기본 전송 기술기반 제품인 SPE(Single Pair Ethernet) Connector제품을 새롭게 개발 출시했습니다.

이 제품군은 운송, 공정제어, 산업기계, 산업 및 건물 자동화 제어패널 및 스마트 빌딩과 같은 다양한 시장에서의 활용을 목적으로 개발되었습니다. 이 제품은 적용 제품의 요구 사항과 환경에 따라서 매우 다양한 형태의 커넥터 스타일의 지원이 가능하기 때문에, 다양한 설계가 가능합니다. 

더블 페어나 쿼드러플 페어 (4 Pair) 이더넷 시스템의 경우와 마찬가지로, 커넥터 형태와 스타일은 적용할 케이블 제품의 예상되는 문제점들을 고려하여 적절히 선택할 수 있습니다. 이 때 다양한 환경에 맞춰서 적절하게 사용할 수 있도록, 매우 다양한 SPE제품의 옵션이 있습니다.  

이렇게 시장의 환경은 다르지만, IP20은 산업용 이더넷 연결의 84%를 차지하는 것으로 2018 IHS Market보고서에서 보고된 바 있으며, IP20은 방수가 요구되지 않는 조건에 최적의 제품입니다. 또한 IP20등급의 SPE 커넥터는 IEC63171-1(Type1)을 만족합니다. 

Type I. 장치에 따른 디자인의 유연성

• FTP & UTP – 차폐 및 비차폐 케이블 링 애플리케이션을 지원하여 구조화된 케이블 배치를 위한 최고의 유연성을 제공합니다.

• 데이터 전송성능 – 최대 600MHz를 지원하여 더 높은 대역폭의 IoT를 지원하는 미래표준을 쉽게 만족시켜줄 수 있습니다.

• 전력 전송 – 최대 전력 클래스(15) 제품을 포함한 PoDL(SPE Data cable)전달과 완벽하게 호환 가능합니다.

• 사이즈 – 커넥터 부분은 일반적인 이더넷 RJ45 인터페이스 보다 크기가 70%정도 작아서 소형센서 및 제어 장치에 연결이 가능합니다.

• 구조화된 케이블링 – RU당 최대 96개의 커넥터를 수용하여 신뢰성과 향후 시스템의 유연성을 향상 시켜 줍니다.

• 검증된 커넥터 – 범용적으로 사용되는 광섬유를 기반으로 한 검증된 설계가 가능합니다. LC커넥터 디자인은 케이블 연결이 완전하게 결합되었음을 손가락의 촉각으로 느낄 수 있도록 디자인 되어 있기 때문에 커넥터의 완전한 연결을 보장하는데 도움이 됩니다. 

디바이스 제조업체 측면에서의 장점

• 견고한 접점 인터페이스– 내장형 Type 1 고정 커넥터는 커넥터 하우징 내부에 깊이 장착된 직선형 접점 블레이드로 구성되어 있습니다. 이 하우징은 어떤 형태의 커넥터와도 결합이 되어 적절하게 정렬이 될 수 있도록 설계되어 있습니다.

• EMI 성능– 360도 차폐는 IEC 61000-4-6을 기반으로 하는 E3성능으로 전자기장 방출로부터 보호합니다. 

• 익숙한 풋프린트– 분리가능한 인터페이스 디자인은 23년 이상의 역사를 가진 광섬유 LC커넥터 하우징(IEC 61754-20)을 기반으로 디자인되었습니다. 따라서 신뢰성과 견고성이 뛰어난 정렬된 연결이 가능합니다. 

• 멀티포트– 고밀도의 다중 멀티포트 보드형 디자인의 커넥터입니다.

사용자 측면에서의 장점

• 비용 효율성– 많은 SPE응용 제품은 일반적인 사용(IP20)환경에서 사용되며, 작은 미립자 및 물로부터 보호할 필요는 없습니다. 비용 효율적인 Type 1 커넥터는 차폐 및 비차폐 응용 제품을 모두 지원 가능합니다.

• 현장에서의 케이블 터미널 작업 용이성– Type 1 커넥터는 절연 변위 크림프(IDC)기술을 사용하여 보다 빠르고 안정적인 터미네이션(종단)작업이 필요한 작업 현장에서 매우 이상적으로 활용이 가능합니다.

• 에러교정– 이러한 디자인의 특징 때문에 부정확한 와이어링을 방지해주며, 커넥터 인터페이스 디자인은 구리선과 파이버 부분의 우발적인 섞임혼합을 방지해줍니다.

• 필드 테스팅(현장테스트)– 성능검증을 위하여 현장 테스트를 수행할 수 있는 기능을 제공합니다.