以太网APL技术为无缝连接赋能

电子发烧友网报道（文/李宁远）现如今，以太网的应用已经渗透到我们日常生活中的方方面面，以其便捷、高效的特性带来更灵活的通讯。不过在使用以太网过程中，时常会面临各方面的落地挑战。
 
APL全称Advanced Physical Layer，也就是高级物理层。以太网高级物理层的出现即是为了解决这些挑战，方便以太网真正落地应用的技术。
 
以太网物理层标准的拓展——以太网APL
 
交换式以太网现在正被广泛应用着，百兆以太网、千兆以太网和万兆以太网都是其不同的形式。现在的一个以太网连接可能需要多条用于快速100 Mbps以太网的导线，甚至需要Gbps导线。这种铺设方式既复杂又贵，而且并不能确保很多流程自动化应用里信息的交换。
 
为此，单对以太网技术被开发了出来，单对以太网在相同的紧凑接口中提供数据线（PoDL）供电，只使用两根线缆即可完成对数据和电力的传输，而且速度够快。以太网APL高级物理层正是基于单对以太网的增强物理层。
 
以太网APL是一个相当可靠的物理层，其属性满足过程自动化领域的一切要求。以太网APL支持将基于以太网的通信从企业系统扩展到现场的逻辑扩展，增强的以太网连接将允许设备从网络的所有区域获取数据。
 
作为高级物理层，它能够支持不局限于EtherNet/IP的，像HART-IP、OPC-UA、PROFINET或任何其他更高级别的协议。
 
以太网APL技术最早在2018年由包括ABB、艾默生、福克斯、罗克韦尔、西门子、菲尼克斯等众多行业自动化供应商在内的SODs成立。目的就是为了建立一个基于单对以太网的物理层来满足所有过程自动化项目的通讯要求。
 
最直接的来说，以太网高级物理层增强了标准以太网的通用性和通信速度，让整个通信系统在高级物理层上直接融合，分散的信息分散的数据被全部整合到一起，现场设备和控制系统之间不再有“距离”。
 
用以太网APL技术实现自动化系统的无缝连接
 
流程自动化系统的连接，向来都对实时性要求很高，典型的机电设备需要严格的时序同步。通讯速率自然是无缝链接中很关键的一环。
 
以太网APL基于10BASE-T1L标准，速度在10MBit/s，和10BASE-T1S相当。速率足够的同时，以太网高级物理层直接将单对以太网100m的高功率和信号水平的长电缆传输限制拉长到1000m（Trunk高功率模式）。
 
即使是Spur低功率模式，APL也覆盖到了200m，该模式还有着更高级的安全性设置。对大型流程自动化应用来说，这大大提升了现场走线的灵活性。绝大多数大型自动化场景中的设备，都可以不受限制地被连接起来方便收集数据。
 
功率预算上以太网APL也大大解放了4-20 mA、现场总线的的功率限制，最高达到60W。功率预算的充足，让更多设备、更多功能可以启用。在边缘端设备越来越多的发展驱使下，充足的预算才有更多可能性。
 
更高的功率预算、10 Mbit/s的数据流量在以太网APL的网络架构下，为以太网APL交换机和可连接的设备提供了足够的可拓展性。此外，以太网APL可以传输和实现来自ISO-OSI模型的功能，这些更高级级别的模型功能满足了网络层的冗余度要求，为整个系统增加更多可靠性。
 
小结
 
现在不少自动化供应商已经提供基于APL技术的硬件模块、各种接入口的交换机，APL技术为终端应用提供了更方便灵活的连接选择和更多互操作性。同时，越来越多半导体厂商开始与APL技术项目团队合作，为以太网APL提供10BASE-T1L所需的芯片，加速无缝连接的进程。