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对更高速度、确定性和可扩展通信的需求推动了工业网络的发展。传统的现场总线系统正迅速被工业以太网所取代，但诸如布线复杂、供电限制以及环境复杂等挑战依然存在。单对以太网（SPE）作为一种变革性技术应运而生，它简化了以太网连接控制工程网版权所有，同时能够在各种工业环境中实现无缝集成。
图片来源：CE
SPE能够通过单根双绞铜线实现全双工以太网通信，从而显著降低布线成本、减轻线缆重量并减少安装的复杂程度。这一技术进步对于过程自动化、工厂自动化以及工业物联网（IIoT）等应用领域尤为重要，因为在这些领域中，空间限制和长距离通信是需要重点考虑的关键因素。
单对以太网是以太网的一个子集，其设计目的是通过单根双绞铜线实现通信。根据不同的应用场景，它能够在长达1000米的距离上支持从10 Mbps 到1 Gbps的传输速度。与传统以太网通常使用四对或两对线缆不同www.cechina.cn，单对以太网以最少的基础设施实现了设备与设备之间的直接通信，从而显著简化了布线复杂性。
单对以太网在工业应用中的三大优势
单对以太网在工业应用中展现出三个主要优势，具体如下：
1.网络简化与成本降低
与传统以太网相比，单对以太网可将布线需求减少多达75%。通过减少对网关和复杂基础设施的需求CONTROL ENGINEERING China版权所有，显著降低了安装成本。
2.适用于工业环境的更远传输距离
单对以太网支持长达1000米的传输距离，突破了标准以太网100米的传输限制。这一特性使其非常适合大型工业场所，如石油和天然气设施、发电厂以及智能建筑等。
3.与IIoT的无缝集成
单对以太网与网络安全
虽然单对以太网本身并非一种安全机制，但它有潜力促进工业网络内安全措施的实施。单对以太网使得采用更好的安全措施成为可能，在与合适的安全控制措施相结合时，其设施能够符合国际自动化协会/国际电工委员会（ISA/IEC）62443 标准，从而为工业网络提供更高的安全性保障。
1.减少攻击途径
单对以太网能够实现更高效的网络分段。如果实施了适当的安全措施，它有助于减少关键设备面临攻击的风险，从而为工业网络提供更高的安全性保障。
2.加强访问控制
单对以太网有助于向标准化以太网网络融合，并通过合适的安全协议实现网络分段和安全认证，符合ISA/IEC 62443-3-3 标准的要求。这些标准：
■ 定义了安全级别和系统安全要求；
■ 确立了技术控制系统要求；
■ 提供了安全方面的最佳实践方法，以及评估安全性能的有效途径；
■ 引入区域和传输路径的概念，以便对各个子系统进行分段和隔离。
3.提升异常检测与监控能力
单对以太网能够实现工业设备的持续数据传输，这使得利用先进的监控和异常检测工具成为可能。这种能力对于符合ISA/IEC 62443 标准至关重要，因为它能够支持实时监测和快速响应，从而提高工业网络整体的安全性和可靠性。
单对以太网在工业网络中的应用与挑战
单对以太网在工业网络中具有广泛的潜在应用，其优势包括：
■ 通过统一的以太网网络连接可编程逻辑控制器（PLC）、机械臂和传感器；
■ 显著降低智能工厂中的布线复杂程度；
■ 支持远程监控站之间的长距离通信；
■ 增强关键基础设施安全性；
■ 通过以太网连接供暖、通风及空调（HVAC）系■ 统、照明控制系统和安全设备；
■ 在汽车和铁路应用中CONTROL ENGINEERING China版权所有，通过减少布线重量。
很明显www.cechina.cn，在让工业网络具备适应未来发展的能力方面，单对以太网具有诸多优势。然而，尽管单对以太网有很多优点，但仍存在一些挑战，其中包括：
与现有基础设施的互操作性：从传统以太网和现场总线系统过渡到单对以太网，需要进行精心规划。
初始投资成本：对工业网络进行升级以支持单对以太网可能需要前期投入资金，不过从长远来看有望节省成本。
安全风险：与任何基于以太网的系统一样，必须实施适当的网络安全措施来防范网络威胁。
面向未来的网络解决方案
单对以太网正在革新工业网络领域，为工业自动化提供一种经济高效、简化且面向未来的解决方案。通过降低布线复杂性、拓展以太网的传输距离，并与IIoT实现无缝集成，单对以太网正在推动从传统现场总线系统向全连接工业网络的转变。
此外，它与诸如 IEC 62443 这样的网络安全标准相契合，确保工业环境在拥抱数字化转型的同时，依然能够保持安全可靠。随着各行业朝着更高程度的互联互通和自动化方向发展，单对以太网有望成为工业网络领域的一项基础技术，弥合传统系统与面向未来的系统之间的差距。
关键概念：
■ 通过在维持高速数据传输的同时显著降低布线复杂度，单对以太网有效弥合了传统现场总线系统与现代工业以太网网络之间的差距。
■ 通过采取适当的安全措施，单对以太网能够降低关键设备面临网络风险的可能性。
思考一下：
单对以太网在工业应用中有哪些优势？
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