Arrow Electronics präsentiert ein neues Referenzdesign für Single Pair Ethernet, das die physikalische Verbindung stärker in den Fokus rückt. Die Plattform soll Ingenieuren helfen, Signalintegrität und EMV-Verhalten unter realen Bedingungen zuverlässig zu bewerten.

Arrow Electronics hat gemeinsam mit Microchip Technology, Bourns und Amphenol ein neues Evaluierungsboard für Single Pair Ethernet (SPE) entwickelt. Das Referenzdesign 10BASE-T1S REF SPE T1S unterstützt Entwickler bei der Implementierung von SPE und ermöglicht eine systemweite Analyse von Signalintegrität, elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV) sowie Störfestigkeit in praxisnahen Anwendungen.

Physikalische Schnittstelle rückt in den Mittelpunkt

Im Zentrum des Designs steht die Erkenntnis, dass die Leistungsfähigkeit von SPE nicht allein durch den PHY-Transceiver bestimmt wird. Ebenso entscheidend ist die Qualität der magnetischen Schnittstelle zwischen Datenübertragung und physischem Kabel.

Das Board basiert auf dem LAN8670 10BASE-T1S PHY von Microchip und nutzt einen SPE-Steckverbinder nach IEC 63171-6 von Amphenol. Eine zentrale Rolle spielen dabei integrierte Isolationstransformatoren und Gleichtaktdrosseln von Bourns (Modell SM91081AL), die auf der physikalischen Schicht für stabile Übertragungseigenschaften sorgen.

Durch eine verbesserte Gleichtaktunterdrückung und galvanische Trennung, insbesondere im Niederfrequenzbereich, erhöht das Design die Signalintegrität und Verbindungsstabilität. Das ist besonders relevant in industriellen Umgebungen und der Gebäudeautomation, wo elektrische Störungen zum Alltag gehören.

Antwort auf den Wandel der industriellen Kommunikation

Die Entwicklung steht im Kontext eines strukturellen Wandels: Klassische Feldbusse wie CAN oder RS-485 verlieren zunehmend an Bedeutung, während Ethernet bis in die Feldebene vordringt. Gerade für Sensoren und Aktoren am «Edge» steigt der Bedarf an robuster, durchgängiger Konnektivität.

Das vorgestellte Referenzdesign setzt deshalb auf ein transformatorbasiertes Isolationskonzept anstelle rein kapazitiver Ansätze. Dieser Aufbau verbessert laut Herstellerangaben die Signalklarheit und reduziert Störungen, insbesondere im niedrigen Frequenzbereich. Gleichzeitig steigt die Widerstandsfähigkeit gegenüber leitungsgebundenen und abgestrahlten Interferenzen.

Für Entwickler bedeutet das eine höhere Fehlertoleranz gegenüber typischen Störquellen sowie Vorteile bei der Einhaltung von EMV- und Emissionsvorgaben.

Plattform für realitätsnahe Evaluierung

Das Evaluierungsboard ist USB-versorgt und ermöglicht Live-Demonstrationen der Netzwerkrobustheit in unterschiedlichen Einsatzfeldern, etwa in der Fabrikautomation oder in HLK- und Gebäudeleitsystemen.

Ein besonderer Mehrwert liegt im direkten Vergleich unterschiedlicher Isolationskonzepte: Ingenieure können transformatorbasierte und kapazitive Ansätze gegenüberstellen, das Verhalten der Gleichtaktunterdrückung analysieren und die Auswirkungen auf EMV und Emissionen beurteilen.

Darüber hinaus lassen sich sowohl Punkt-zu-Punkt- als auch Multidrop-Konfigurationen im 10BASE-T1S-Standard untersuchen. Damit wird es möglich, die Netzwerkstabilität und Kanalperformance bereits vor Abschluss des finalen Produktdesigns fundiert zu bewerten.

Verfügbarkeit und Einordnung

Das Referenzdesign ist ab sofort verfügbar und wird von Arrow als Schaltungsgrundlage für eigene Entwicklungen positioniert. Ergänzend bietet das Engineering Solutions Center technischen Support sowie kundenspezifische Anpassungen an.

Fazit

Das neue SPE-Referenzdesign adressiert eine zentrale Herausforderung der industriellen Digitalisierung: zuverlässige Ethernet-Kommunikation unter realen Störbedingungen. Indem es die physikalische Schnittstelle konsequent mitdenkt, verschiebt es den Fokus von einzelnen Komponenten hin zum Gesamtsystem. Gerade in Anwendungen mit hohen EMV-Anforderungen entsteht dadurch ein praxisnahes Werkzeug für Entwicklung und Validierung.