不久前，许多人怀疑工业以太网可以在厂房上乘坐遗产现场总线。Prior to the rise of deterministic Ethernet communication protocols such as EtherCAT, EtherNet/IP, and Profinet, Ethernet simply wasn’t capable of accommodating the extremely rapid cycle times mandated by complex motion control applications, which often require control loop updates to take place within the space of mere milliseconds to function properly. However, with these issues solved, Ethernet has increasingly become the preferred industrial network, particularly in discrete manufacturing.
据迈克尔伯恩（Michael Bowne）表示，执行董事π北美，卖出1个Profibus节点，卖出4个Profinet节点;就在10年前，这些数字还被逆转了。
尽管对工业以太网的偏好进行了升高，但许多现场总线安装仍然存在，特别是在转向以太网的过程行业中的流行行业更具挑战性。其中一个原因是，在石油和天然气行业共用的大型室外环境中，通常需要更长的电缆运行。典型的工业以太网限制为100米的最大长度，以防止信号衰减，这可能会出现问题。此外，对于许多流程行业应用，在国家电气码被归类为危险区域和部门的地区，必须承担需要具体专业知识的昂贵的安全措施，以确保以太网布线和连接器不会点燃火焰。
以太网的物理层最近的创新 - 开放系统互连的第一层（OSI）模型，用于描述网络系统的各种功能的概念框架 - 可能有助于超越这些障碍。
单对以太网(SPE)和以太网高级物理层(APL)是两种以太网创新，目前引领着以太网在工业领域的更大扩展，它们都带来了各种各样的潜在好处。简单地说，SPE是使用单一双绞线的以太网的一种形式，而其他形式的以太网使用两到三根线。类似地，APL是一种SPE，与IEC 60079两线本质安全以太网(2-WISE)结合，能够与现有的a型现场总线电缆部署在危险环境中使用。虽然区别可能看起来很小，但许多业内人士都称赞这一发展对工业网络部署具有重大意义。
“当我们从现场总线移动到工业以太网时，这将是在工厂自动化中发生的相同类型的阶跃变化，”Bowne说。“我们从中获得的所有那些好处都可以在过程控制中发生。”
与其他形式的工业以太网相比，SPE和APL对过程行业的主要优点是它们的电缆长度大大更大。SPE:单对以太网
SPE所具有的一些特性使其非常适合在过程工业环境中使用。首先，它的最大长度是1000米——是以前工业以太网形式的10倍。这就是说，这个扩展没有完成一些权衡。SPE的通信速度是10mbit /s，而4线和8线以太网的速度可以达到100mbit /s到10gbit /s。尽管如此，这与现场总线(最大通信速度为31.25 Kbit/秒)和HART(最大通信速度为1200比特/秒)相比还是有了明显的改进。
通过这种方式，SPE代表了传统现场总线和其他形式的工业以太网之间的一种中间地带。该公司高级营销专家Guadalupe Chalas表示，虽然现场总线目前可能无法提供能够充分利用配备物联网(IoT)设备产生的大量数据的数据传输速度，但四线和八线以太网可能提供的数据可能超过所需凤凰城联系。
“对于这些现场设备，您可能需要更长的电缆距离，但较少的带宽。因此，如果您正在谈论带宽，则会发生什么，您不希望在只需要八个或10 Mbit /秒的内容上放置100 Mbit /秒的标准以太网连接。这将是过度指导的，“Chalas说。“在这种情况下，您正在使用不需要它的应用程序上的昂贵连接。”
此外，SPE已经将RJ45连接器与大多数以太网电缆进行了互换。SPE的连接器不仅更加坚固耐用，能够更好地适应恶劣的工业环境，而且体积更小，与现有传感器和其他现场仪器的端口相匹配。
“标准组织朝着这个方向前往的号码是为了确保更大的互操作性，”标准开发技术经理McKenzie Reed说哈丁．“RJ45是迁移到工业市场的商业产品，这就是对SPE的标准组织施加了一大吨的时间，并注意到由于质量，兼容性和性能问题而无法再次发生在工业环境中使用时围绕RJ45连接器。“
最后，SPE能够通过数据线（PODL）的电力，其能够通过传输数据的相同双绞线导线上传输多达50瓦的电力。根据Reed，这可用于向小型传感器和其他形式的仪器提供电力，允许最终用户通过消除辅助电源来进一步降低成本。
APL：高级物理层
APL指的是安装架构，可用于在危险环境中为应用程序呈现SPE。这是符合IEC技术规范2-WISE实现的，其定义了多个功率电平的端口配置文件，以限制可能发生爆炸的区域中的电流流。
根据Al Beydoun，总统和执行董事Odva.，虽然其他形式的工业以太网可以用于危险环境，但它们需要采取额外的预防措施，如安装机械电缆保护，使用必须通过适当计算确定的较短的电缆运行，以及在额外的机柜和外壳中屏蔽连接。通过消除这些需求，APL降低了成本，降低了复杂性，并允许在不影响安全性的情况下延长电缆运行时间。
此外，APL被设计为与现有的现场总线A型电缆兼容，这可能会大大简化采用过程。这是可能的，因为APL是以太网电缆物理层的一种改变，它增加的数据传输能力是通过兼容设备的网络接口控制器(NIC)和物理收发器(PHY)实现的，而不是电缆本身。因此，石油、天然气或废水管理等行业的现有电缆可能被埋入、包裹在混凝土中，或难以到达的位置，可以通过更新设备和连接器轻松实现过渡，而不需要拆除和更换整个电缆基础设施。
SPE和APL使用更小、更坚固的连接器，这可以减少材料的足迹高达80%以前的RJ45连接器。为现代应用提供更多数据
也许带来SPE和APL来处理行业应用的最大好处是由于以太网与现场总线相比，由于以太网的更大的带宽，因此能够将更多数量的更丰富，从传感器和设备从传感器和设备传输到更高级别的系统。此外，现场总线仅提供半双工或单向通信，SPE和APL，如其他形式的工业以太网，都是全双工，这意味着它们可以同时传输到连接的设备。通过这种功能，可以实现数字双胞胎和其他先进技术的实时，连续可见性。
SPE和APL也是协议不可知论的，这意味着它们可以与任何其他更高级别的工业以太网通信协议一起使用，允许顶到底部以太网使用，而无需提高成本和增加的网络网关或协议转换复杂。根据Reed的说法，这也将使委托管理更容易管理，特别是劳动力较新成员之间的现场总线专业知识。
然而，在工业以太网和电子电缆的产品线经理Sri Senthamaraikananan说，普遍存在的采用不会发生过夜贝尔登．因为为了与SPE和APL兼容，设备必须使用适当的PHY来制造，所以可能需要3到5年的时间才能得到部署的动力。也就是说，第一个SPE和APL兼容的设备将在今年投产。
同样需要注意的是，SPE和APL不是工业以太网现有形式的替代品，而是补充，它们的设计目的是为选择的应用程序提供以太网连接性，特别是流程工业中的应用程序。
“SPE提供了许多好处，但它不会转到[完全]更换现有的四个或八线工业以太网，因为它仍然与SPE相比具有很强的优势，例如更高的数据传输速率;但是，它肯定将是SPE在特定应用中的成本效益的解决方案，在特定应用中有一个重要的填补作用，“Senthamaraikannan说。“我们看到SPE是过程控制环境中采用以太网的关键推动者。”
