26.11.2025 • Praxisberichte

Erweiterte Spezifikationen für Ethernet-APL und Single Pair Ethernet (SPE)

Die Standardisierung von Ethernet-APL und Single Pair Ethernet (SPE) erreicht einen wichtigen Meilenstein: Neue Spezifikationen ermöglichen höhere Leistung, vereinfachte Verkabelung und herstellerunabhängige Kommunikation. Damit wird die Grundlage für eine durchgängige Datenverfügbarkeit von der Feldebene bis zur Unternehmens-IT geschaffen und die industrielle Digitalisierung vorangetrieben.

Die ersten industriellen Anwendungen der gemeinsam von den Standard Development Organizations (SDO) FieldComm Group, ODVA, OPC Foundation und PI (PROFIBUS & PROFINET International) entwickelten Ethernet-APL-Technologie sind bereits weltweit erfolgreich in Prozessautomatisierungsanwendungen im Einsatz. Nun wurde ein weiterer wichtiger Meilenstein erreicht: Die gemeinsame Arbeitsgruppe „Independent Protocol Physical Layer Group (10BASE-T1L)“ hat wichtige Erweiterungen für die einheitliche Standardisierung von Single Pair Ethernet (SPE) und Verbesserungen für Ethernet-APL fertiggestellt. Diese neue SPE-Spezifikation (10BASE-T1L, PoDL) ermöglicht den Einsatz von Geräten mit höherer Leistung und eine wirtschaftliche Implementierung in diskreten, ungefährlichen Fabrikumgebungen wie der Automobil- und Verpackungsindustrie.

Diese Fortschritte stärken die Grundlage für eine zuverlässige, herstellerunabhängige Kommunikation und gewährleisten eine nahtlose Datenverfügbarkeit von der Feldebene aufwärts – und ermöglichen so eine intelligentere industrielle Automatisierung und digitale Transformation.

Nach intensiver technischer Abstimmung und internen Reviews innerhalb der beteiligten Organisationen wurden wichtige Spezifikationen fertiggestellt. Für SPE umfasst dies die Erweiterung des Stromversorgungskonzepts, einschließlich Power over Data Line (PoDL), geeigneter Leistungsklassen und der Definition geeigneter Steckverbinder. Im Bereich Ethernet-APL wurde die Leistungsklasse B, die Geräte mit bis zu 1,16 W unterstützt, spezifiziert und in die zweite Ausgabe der IEC TS 63444 aufgenommen.

Erweiterte Spezifikationen für Ethernet-APL und Single Pair Ethernet (SPE)

Ein weiterer Meilenstein ist die Vorbereitung von Zertifizierungssystemen. Aufbauend auf den Erfahrungen aus dem APL-Projekt wurden Testfälle und ein Testsystem entwickelt, um einen hohen Qualitätsstandard und die Interoperabilität des Physical Layer sicherzustellen. Parallel dazu laufen bereits gemeinsame Marketingaktivitäten: Technische Leitfäden, Anwenderseminare und Demonstratoren werden derzeit umgesetzt.

Diese Fortschritte sind das Ergebnis einer engen und erfolgreichen Zusammenarbeit zwischen den beteiligten SDOs. Ein breiter Konsens und gebündeltes Fachwissen haben eine gemeinsame Grundlage geschaffen, die sowohl für Anwender als auch für Hersteller von entscheidender Bedeutung ist. Dieses Leitprinzip gewährleistet eine zuverlässige und zukunftssichere Umsetzung in der industriellen Praxis.

Weitere Verbesserungen, wie die Erweiterung der Bandbreite auf 100 Mbit/s für 2-Draht-Ethernet-Anwendungen (100BASE-T1L), sind bereits in Arbeit. Die Integration in den IEC-Zyklus, insbesondere in die IEC IS 61158-100, ist ebenfalls geplant.

Die gemeinsame Initiative zur Standardisierung von SPE und Ethernet-APL wird erfolgreich fortgesetzt. Mit der Fertigstellung der Spezifikationen ist SPE nun standardisiert und Ethernet-APL weiter verbessert worden. Dies ebnet den Weg für eine breite Umsetzung durch Anwender und Hersteller – unterstützt durch ein robustes und qualitätsgesichertes Konformitätstest-Framework.

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Harald Müller, Vorstand von PI und Leiter der Joint Working Group.
© PNO

„Dank der engagierten Zusammenarbeit der SDOs konnte die Standardisierung von Ethernet-APL und SPE innerhalb des geplanten Zeitrahmens erfolgreich abgeschlossen werden. Dieser Meilenstein schafft die Grundlage für eine herstellerunabhängige Kommunikation auf Basis von SPE und Ethernet-APL und ebnet den Weg für die entscheidende und notwendige Digitalisierung der Industrie. Darauf aufbauend haben wir PROFINET over APL bereits in Produktionsanlagen implementiert und werden die Einführung mit diesen neuen Verbesserungen weiter vorantreiben,“ erläutert Harald Müller, Vorstand von PI und Leiter der Joint Working Group.

 

Ted Masters erklärt, dass die Ergänzung der Ethernet-APL-Spezifikationen um den Support für Single Pair Ethernet (SPE) es den Anwendern ermögliche, Ethernet bis auf die Feldebene auszudehnen. Dadurch könnten sie frei zwischen den besten Geräten verschiedener Anbieter in sowohl explosionsgefährdeten als auch nicht explosionsgefährdeten Umgebungen wählen. Zudem unterstütze die Lösung gemischte Protokollnetzwerke, einschließlich HART-IP, auf einem einzigen Physical Layer. Sie biete IT-ähnliche Geschwindigkeiten sowie eine nahtlose Integration und den Datenaustausch über FDI und PA-DIM. Dies verschaffe der Industrie die notwendige Flexibilität und das Vertrauen, um Brownfield- und Greenfield-Anlagen zu modernisieren, da Ethernet-APL als zukünftiger Physical-Layer-Standard etabliert werde. Die ODVA die Weiterentwicklung von Ethernet-APL und SPE unterstütze, um die Vorteile der digitalen Ethernet-Kommunikation bis auf die Feldebene voranzubringen, wie Dr. Al Beydoun betont. Die Physical Layer von Ethernet-APL und SPE ermöglichten eine vereinfachte Verkabelung, geringere Kosten und längere Kabelwege für EtherNet/IP-Netzwerkanwender in der Fabrik- und Prozessautomatisierung weltweit. Und Stefan Hoppe ergänzt, dass die Abstimmung von Ethernet-APL und SPE eine solide Grundlage für eine einheitliche, herstellerunabhängige Ethernet-Kommunikation in der industriellen Automatisierung bilde. Zusammen mit OPC UA erlaubten diese Technologien einen durchgängigen und interoperablen Informationsaustausch über alle Ebenen der Systeme hinweg.


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