单对以太网技术在流程工业中的体系结构与应用研究

doi:10.12267/j.issn.2096-5931.2026.01.002

信息通信技术与政策 ›› 2026, Vol. 52 ›› Issue (1): 12-17.doi: 10.12267/j.issn.2096-5931.2026.01.002

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单对以太网技术在流程工业中的体系结构与应用研究

Research on architecture and application of single pair ethernet in process industry

罗锐, 阳桂林, 吴健

深圳市三旺通信股份有限公司,深圳 518052

收稿日期:2025-12-15 出版日期:2026-01-25 发布日期:2026-01-28
作者简介:
罗锐, 深圳市三旺通信股份有限公司技术经理,主要从事工业以太网相关研究工作
阳桂林, 深圳市三旺通信股份有限公司工程师,技术部负责人,长期从事工业互联网相关研究工作
吴健, 深圳市三旺通信股份有限公司联合创始人,研发中心负责人,长期从事工业互联网相关研究工作

LUO Rui, YANG Guilin, WU Jian

3onedata Co., Ltd.,Shenzhen 518052, China

Received:2025-12-15 Online:2026-01-25 Published:2026-01-28

摘要/Abstract

摘要：

单对以太网(Single Pair Ethernet,SPE)及基于此演进的以太网先进物理层技术,通过在单对双绞线上同时实现长距离数据传输与本质安全供电,打破了传统OT与IT的物理壁垒。从政策驱动、技术标准、网络架构重塑及典型应用场景4个维度进行深入剖析,论证了SPE如何通过构建“一网到底”的全IP架构,为流程工业实现设备预测性维护、高危环境无人巡检及数字孪生底座构建提供决定性的物理层支撑。

关键词: SPE, 全网络化, 流程工业, IEEE 802.3cg, 工业物联网

Abstract:

Single Pair Ethernet (SPE) and its evolution into ethernet advanced physical layer technologies enable long-distance data transmission and intrinsic safety power delivery over a single twisted pair cable, breaking down the traditional physical barriers between OT and IT. This paper provides an in-depth analysis from four dimensions: policy drivers, technical standards, network architecture transformation, and typical unmanned application scenarios. It demonstrates how SPE, by establishing an “end-to-end” full-IP architecture, provides critical physical layer support for the process industry in achieving predictive maintenance, unmanned inspections in hazardous environments, and the foundational structure for digital twin models.

Key words: SPE, full network architecture, process industry, IEEE 802.3cg, IIoT

中图分类号:

TP393.11

罗锐, 阳桂林, 吴健. 单对以太网技术在流程工业中的体系结构与应用研究[J]. 信息通信技术与政策, 2026, 52(1): 12-17.

LUO Rui, YANG Guilin, WU Jian. Research on architecture and application of single pair ethernet in process industry[J]. Information and Communications Technology and Policy, 2026, 52(1): 12-17.

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图/表 4

参考文献 15

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名称	标准	速率 /Mbit/s	最大传输距离/m
100BASE-T1	802.3bw-2015 (CL96)	100	25
1000BASE-T1	802.3bp-2016 (CL97)	1 000	40
10BASE-T1L	802.3cg-2019 (CL146)	10	1 000
10BASE-T1S	802.3cg-2019 (CL147)	10	15/25
2.5GBASE-T1	802.3ch-2020 (CL149)	2 500	15
5GBASE-T1	802.3ch-2020 (CL149)	5 000	15
10GBASE-T1	802.3ch-2020 (CL149)	10 000	15

名称	标准	速率 /Mbit/s	最大传输距离/m
100BASE-T1	802.3bw-2015 (CL96)	100	25
1000BASE-T1	802.3bp-2016 (CL97)	1 000	40
10BASE-T1L	802.3cg-2019 (CL146)	10	1 000
10BASE-T1S	802.3cg-2019 (CL147)	10	15/25
2.5GBASE-T1	802.3ch-2020 (CL149)	2 500	15
5GBASE-T1	802.3ch-2020 (CL149)	5 000	15
10GBASE-T1	802.3ch-2020 (CL149)	10 000	15

网段类型		10BASE-T1L工作模式	传输距离 /m	辅助设备的最大数量 /个	APL网段中内连部件的最大数量/个
S	支线(Spur)	1.0 Vpp	0~200	2	4
T	干线(Trunk)	2.4 Vpp	0~1 000	2	10

网段类型		10BASE-T1L工作模式	传输距离 /m	辅助设备的最大数量 /个	APL网段中内连部件的最大数量/个
S	支线(Spur)	1.0 Vpp	0~200	2	4
T	干线(Trunk)	2.4 Vpp	0~1 000	2	10

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