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单对以太网革命：以使命驱动工程，以创新创造影响

2025-12-02

中国电源产业网

导语：AnalogDevices,Inc.提供结合模拟、数字、Al和软件技术的解决方案，推动自动化与机器人、汽车、能源与数据中心、医疗健康等领域的持续发展，应对气候变化挑战，并建立人与世界万物的可靠互联。

自19世纪中叶摩尔斯电码时代以来，历经一个多世纪，单对线缆一直默默地为各行各业的通信提供有力支撑。无论是用于简单信号系统，还是承载复杂数据传输，这种介质都展现了出色的强韧性和适应性。

如今，单对线缆的重要性愈发凸显。随着软件定义汽车(SDV)、智能基础设施和节能设计的兴起，单对连接技术有望成为驱动未来百年创新的关键力量。

广泛覆盖与创新精神的交融

从门铃、暖通空调系统到摩天大楼中的消防安全网络，单对线缆已深度嵌入各类建筑设施中。甚至如今的汽车也依赖单对线缆，将包括沉浸式信息娱乐功能和高级驾驶辅助系统(ADAS)在内的各项功能紧密互联。

现有的铜缆基础设施不仅仅是旧有资产，更蕴藏着新的机遇。通过重新规划铜缆的利用方式，我们不仅能降低安装复杂性，释放更多带宽，还能通过重复使用既有线缆，减少铜矿开采与材料浪费，助力减轻对环境的影响。

面向实际应用表现的工程创新

然而，随着应用规模的扩大，技术挑战随之加剧。要通过单对双绞线可靠地传输数据，必须进行周密的规划与设计：

● 线缆端接是否经过优化以减少电反射？

● 哪些调制方案可以保持低误差率？

● 如何解决EMC问题以防止系统干扰？

● 网络拓扑结构是否具有面向未来的可扩展性？

这些都是决定性能和用户体验的关键决策。标准规范可确保安全性和互操作性，但解决方案也必须预判未来需求。

● 系统拓扑：点对点/多点

● 拥有成本：安装成本、线缆成本

● 上行/下行链路速度：对称/不对称

● 全双工/半双工：回波消除

● 延迟：实时网络连接

● 距离：范围

● 基于标准/专有：市场采用

● 强韧性：链路诊断

将数据从导线的一端传输到另一端

驱动未来：汽车网络中的单对线缆技术

这些专有和标准协议共同支撑起稳健且可扩展的车载网络，优先保障安全性、可靠性与高效率。除了提升性能外，其他优势还包括减轻线束重量、降低车重、提高燃油经济性、增强设计灵活性等。

● A2B™（最高50 Mbps）：音频、信息娱乐
● 100BASE-T1 (100 Mbps)：信息娱乐、摄像头和ECU
● 1000BASE-T1 (1 Gbps)：高分辨率传感器、ADAS
● E2B/10BASE-T1S (10 Mbps)：低速传感器、分区架构
● GMSL™（最高12 Gbps）：信息娱乐、摄像头系统
● CAN（最高8 Mbps）：ECU网络
这些专有和标准协议共同支撑起稳健且可扩展的车载网络，优先保障安全性、可靠性与高效率。除了提升性能外，其他优势还包括减轻线束重量、降低车重、提高燃油经济性、增强设计灵活性等。

未来工厂自动化的智能骨干网络

在当今的智能制造时代，互联互通不只是让设备相连，更在于实现智能和敏捷运行。单对通信正在悄然重塑工厂运营，成为工业转型的关键驱动力之一。

从传统布线到智能网络

传统上，工厂车间依靠庞大的布线系统和分层协议来让传感器、控制器和机器互连。这些系统的安装和维护成本通常很高，而且升级灵活性有限。

单对以太网(SPE)提供了一种紧凑、经济、高效的解决方案，仅需一对双绞线即可实现稳健的数据传输。SPE的极简设计不仅节省了材料，更从根本上重新定义了工业网络的扩展方式。相关优势包括：

● 线缆更小、更轻、更易安装，尤其适合紧凑或活动的组件

● 降低材料与人工成本

● 加快调试速度并简化诊断
● 提升能效
融合IT与OT

单对通信最重要的作用之一是打通了信息技术(IT)与运营技术(OT)之间的壁垒。SPE支持将以太网连接延伸到边缘设备乃至最小的传感器，从而有助于统一跨层协议和基础设施。将SPE集成到自动化系统中可获得如下优势：

● 实时数据可见性：实时掌握从现场设备到企业平台的所有数据

● 预测性维护：依托精细、即时的洞察，提前识别潜在故障

● 自适应制造：设备能够动态响应需求

● 数据可溯源：在基于IP的系统中，数据可在源头进行认证，确保数据来自安全、经过验证的设备。

这种融合推动了工业4.0的发展，而单对连接技术使之具备了规模化应用的可能。

无惧恶劣环境

工厂环境噪声大、灰尘多、条件恶劣，通信系统必须具备抗电磁干扰、适应温度波动、耐机械磨损并保持高精度性能的能力。单对系统有效解决了这些难题。它具备出色的电磁兼容性(EMC)，可确保数据传输稳定可靠；采用坚固耐用的连接器，提供工业级强韧性；同时支持远距离传输，适用于广阔分散的大型设施。

IEEE 802.3cg (10BASE-T1L)等标准支持超过1,000米的长距离SPE，以太网接入得以延伸至过去无法到达的地方。

未来趋势：精益化、网络化、智能化

单对通信不仅仅是一种巧妙的布线解决方案，更是实现智能化、可扩展、可持续自动化的重要推动力量。单对线缆技术能够简化网络，提升性能，使工厂车间具备实时响应能力。面对工业界降本增效的诉求，单对线缆技术提供了一条切实可行的路径：从工厂核心出发，让生产更智能、更精益、更高效。

编辑：中国电源产业网

来源：亚德诺半导体

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