如何使用單對乙太網路提供強健的智慧城市連接

我們都見過智慧城市如何依賴強大的感測器網路來監測交通、空氣品質和其他服務。監測產生的資料流接著會進行分析,以取得關於基礎設施使用情況的關鍵洞察,以便更有效地管理服務、資源和能源,藉此提升便利性、安全性與效率。

這些網路的基礎是數據通訊技術,例如單對乙太網路 (SPE),其可簡化連接並減少智慧城市設計人員在基礎架構層面的需求。然而,嚴苛的環境條件可能會威脅連接的可靠性,尤其是在單對乙太網路 (SPE) 線路最容易暴露的端點處。一起看看 SPE 以及 Bulgin 如何支援不中斷的 IP 通訊,以達成更可靠的連接。

SPE 如何簡化裝置連接

與傳統乙太網路使用兩對或四對雙絞線不同,SPE 僅使用一對雙絞線,因此能使用輕量化纜線,以便降低基礎架構的成本。儘管如此,SPE 仍可以透過單一線路同時傳輸數據和電力,因此是智慧城市基礎設施 (如監視攝影機) 的理想選擇。

SPE 的另一個優點是支援標準乙太網路協定,如 PROFINET、EtherNet/IP、OPC UA 及 Modbus TCP,因此感測器能直接連接至更龐大的網路與雲端,無需透過閘道器進行協定轉換。利用像是 10BASE-T1L (IEEE 802.3cg-2014) 這類標準,就可在距離長達 1 公里下提供固定 10 Mbit/s 的速度,並可進一步減少閘道器數量、降低部署成本並簡化網路,同時維持穩定且全雙工的通訊。

這對於想要簡化智慧城市的建構流程來說是一大優勢,但無論纜線長度多長,都必須確保各端的連接都高度可靠。為確保可靠性,暴露的端點,例如路燈、交通感測器與停車基礎設施,都必須具備防水、防塵及防竄改的特性。

耐用的 SPE 連接解決方案

為了因應這些挑戰,Bulgin 的 4000 系列提供一種創新的 SPE 連接器設計,在配接後可符合 IP66、IP68 和 IP69K 等級,能提供防塵密封且耐高壓、高溫沖洗。無論是在惡劣的天氣條件下操作,或是受到手動或自動清潔設備的作用,連接器都能保持安全且穩固,這都要歸功於環繞中央 SPE 埠的防篡改快速旋轉卡口式鎖定系統。對沿海城市來說,4000 系列也符合 EN60068-2-52 標準,具備耐鹽霧的高耐用性,且其工作溫度介於 -40 至 80°C,可確保應付多變的季節條件。

這些解決方案的額定電流和電壓分別為 4 A 和 60 VDC,可提供穩健的電氣特性,能支援數據線供電 (PoDL),並可簡化智慧城市基礎設施的部署。屏蔽式雙導線設計亦可在電動車 (EV) 充電站等電磁雜訊環境中支援高訊號完整性。

4000 系列包含多款纜線組件,可提供 1、2、3 或 5 m 的長度選擇,線徑則有 22 或 26 AWG,因此能靈活挑選。有三種端接選項,可支援將 SPE 連接運用在眾多智慧城市應用中。

例如,PXPSPE4030/1M/22 (圖 1) 是一款 1 m、22 AWG 的組件,具有單端 Bulgin SPE Buccaneer 與 T1 SPE 連接器端子,能靈活進行整合。此解決方案非常適合在控制箱與附近感測器之間進行短距離的箱內連接。

圖 1:PXPSPE4030/1M/22 纜線組件採用單端 Bulgin SPE Buccaneer 及 T1 SPE 連接器端子,可靈活整合。(圖片來源:Bulgin)

另外,PXPSPE4031/3M/22 (圖 2) 則採用雙端設計,可在纜線兩端提供 4000 系列的完整耐用性優勢。此中等長度組件屬於密封式、3 m、22 AWG 解決方案,非常適合用於將戶外裝置,例如 CCTV 等連接到交換器或無線存取點。

圖 2:透過雙端 SPE Buccaneer 端子,PXPSPE4031/3M/22 纜線組件可在密封外殼之間支援穩固的連接。(圖片來源:Bulgin)

Bulgin 也提供如 PXPSPE4034/5M/26 這類產品,其特點是電線末端端子,可直接連接到端子台。此端子長度為 5 m,採用較細的 26 AWG 電纜選項,可提供一種隱蔽的解決方案,能將既有的基礎設施連接到遠方的密封式智慧感測器,可用於 HVAC 系統的空氣品質監測等應用。

面板安裝連接器,例如 PXPSPE4032 (圖 3),可讓生態系統更完備,並相容於所有 PXPSPE403X 纜線組件。標準 T1 SPE 纜線無論哪一端皆可使用,但這會抵銷高侵入防護等級的效果。

圖 3:面板安裝連接器,例如 PXPSPE4032,可相容於有 PXPSPE403X 纜線組件。(圖片來源:Bulgin)

結論

雖然 SPE 可簡化智慧城市的部署,Bulgin 4000 系列則提供靈活的生態系統,可實作可靠的 SPE 連接,特別適用於需要耐用性的外露端點。

關於作者

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Brandon Lewis has been a technical writer and editor for over 15 years, serving as editor-in-chief at various electronics engineering trade publications. Brandon’s areas of focus include microcontrollers, multicore embedded processors, embedded Linux and real-time operating systems, industrial communications protocols, single-board computers and computer on modules, and other aspects of real-time computing. He is an accomplished podcaster, YouTuber, event moderator, conference chair, and product reviewer.

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