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　　从 1973 年到 2023 年，以太网技术的不断革新与发展，已经走过 50 个年头。放眼当下，时间敏感网络 (TSN) 、单对以太网 (SPE) 以及现场级通信协议 OPC UA FX 规范，正一起重塑工业生产格局。

　　在工业 4.0 时代，网络转型是工业数字化和智能化的关键推力。如今，利用标准以太网集成各类系统、构建统一的网络架构，已经成为企业提升生产效率的必选项。

　　最近，工业网络解决方案领导者——摩莎 Moxa 发布了《利用 TSN 和单对以太网，构建开放统一的工业网络架构》白皮书，为您带来关于 TSN、SPE 和以太网 APL 技术的最新发展动态，以及相关应用难点的解答：

　　1  如何综合利用 TSN+SPE 解决方案？

　　2  持续变化的工业网络架构，对 TSN 技术提出了哪些新要求？

　　3  相较传统以太网接线，SPE 技术有哪些优势？

　　4  过程自动化领域，如何实现危险区域的网络安全部署？

　　01  标准以太网迎来发展新高度

　　数十年来，标准以太网因其出色的可靠性、安全性、简便性，一直是各类 IT 应用广泛使用的通信技术。近年来，TSN 和 SPE 的快速发展，将以太网功能提升至新高度——

　　● 以标准以太网为基础，TSN 提供实时确定性通信，为各类系统建立统一的工业骨干网络；

　　● 而 SPE 只需单对线缆，即可实现长距离数据传输和以太网供电，将以太网覆盖范围扩展至工业现场，实现设备全连接，构建起真正统一的工业网络。

　　02  TSN 技术新需求和发展趋势

　　多个行业论坛的研究探讨结果表明，工业网络未来将主要以 TSN 为中心，而随着 TSN 功能持续扩展和应用延展，人们对于TSN 技术也提出了新的要求：

　　● 大口数：TSN 网络设备必须增加端口数量，以适应未来不断增长的设备联网需求。

　　● 高带宽：端口、设备、TSN 应用与数据传输量的大幅增长，需要千兆、10G 乃至更高的网络带宽。

　　● 灵活的外形尺寸：如今用户对 TSN 网络设备外形尺寸的多样化需求也与日俱增。

　　● 简易的网络管理：TSN 网络中的设备和应用不断增加，对管理和配置工具的需求也愈发明显，中央网络控制器 (CNC) 等工具是简化网络管理和配置的关键所在。

　　03  SPE：将以太网扩展至工业现场

　　毋庸置疑，SPE 的出现为各类现场应用创造全新可能，它涉及四种 IEEE 以太网标准：IEEE 802.3ch、IEEE 802.3bp、IEEE 802.3bw、IEEE 802.3cg。各项标准均规定了传输速率和距离，在仅使用单对线缆情况下，传输速率从 10Mbit/s 至千兆，传输距离则从 50 米至 1 千米。

　　与标准以太网传输距离仅限 100 米以内相比，SPE 采用单对铜线进行数据传输和以太网供电，相较传统以太网接线，具有重量更轻、空间更省、成本更低、布线更简便、部署更快速等优势。

　　04  走近以太网 APL

　　在过程自动化行业，随着市场对访问和优化数据的需求不断增加，4-20 mA、各类现场总线等传统技术的局限性愈发明显。

　　以太网 APL 能大幅提高传输速率、优化数据访问，超越现有 4-20 mA 和现场总线解决方案。相较现场总线或模拟系统，以太网 APL 无需复杂的设备设置和系统计算，显著节省工程设计、安装、调试、运行等环节的成本和人力，更让高效监控和优化现场流程成为可能。