シングルペアEthernetを使用して堅牢なスマートシティ接続を実現する方法

スマートシティが交通量や空気質、その他のサービスを監視するために堅牢なセンサネットワークに依存している状況は、皆さんもご存じでしょう。得られたデータストリームを分析することで、インフラの利用状況について重要な洞察を得ることができ、サービス、リソース、エネルギーをより適切に管理し、利便性、安全性、効率性を高めることができます。

これらのネットワークの基盤となっているのは、シングルペアEthernet（SPE）などのデータ通信技術であり、この技術が接続性を効率化し、スマートシティ設計者のインフラ要件を軽減します。しかし、過酷な環境条件は、SPEラインが最もさらされる場所、つまりエンドポイントでの接続信頼性を脅かす可能性があります。SPEと、Bulginがより信頼性の高い接続のために中断のないIP通信をどのようにサポートしているかを見てみましょう。

SPEによるデバイス接続の効率化

2対または4対のツイストペアを使用する従来のEthernetとは異なり、SPEは1対しか使用しないため、軽量ケーブルを使用でき、インフラコストを削減できます。とはいえ、SPEは1本のラインでデータと電力の両方を伝送できるため、防犯カメラなどのスマートシティのインフラに最適です。

SPEのもう1つの利点は、PROFINET、EtherNet/IP、OPC UA、Modbus TCPなどの標準Ethernetプロトコルをサポートしていることです。これにより、プロトコル変換用のゲートウェイを必要とせずに、センサをより広いネットワークやクラウドに直接接続できます。10BASE-T1L（IEEE802.3cg-2014）などの規格を活用することで、最大1キロメートル（km）の距離で10メガビット/秒（Mbit/s）の固定速度を提供します。これにより、ゲートウェイの数をさらに削減でき、展開コストの低減とネットワークの簡素化を実現しながら、一貫した全二重通信を維持できます。

これはスマートシティ構築プロセスの簡素化において大きな利点となりますが、ケーブルの長さにかかわらず、両端の接続が非常に信頼性の高いものであることを保証しなければなりません。この信頼性を確保するためには、街灯、交通センサ、駐車インフラなど、露出したエンドポイントが水、埃、改ざんに対する耐性を持つ必要があります。

SPE接続に対する堅牢なソリューション

このような課題に対処するため、Bulginの4000シリーズは、嵌合時にIP66、IP68、IP69K定格を満たす革新的なSPEコネクタ設計を提供し、防塵密閉性と高圧高温洗浄に対する耐性を提供します。悪天候下での使用時や、手動・自動洗浄装置による洗浄時においても、中央のSPEポートを囲む改ざん防止機能付きクイックツイストバヨネットロックシステムにより、コネクタは安全かつ確実に保護されます。沿岸都市向けに、4000シリーズはEN60068-2-52に準拠しており、塩水噴霧に対する高い耐久性を備えています。また、-40～80°Cの動作温度により、季節による環境変化にも対応可能です。

電流定格は4アンペア（A）、電圧定格は60ボルトDC（VDC）で、これらのソリューションは、Power over Data Line（PoDL）をサポートし、スマートシティのインフラ展開を効率化するための堅牢な電気特性を提供します。また、シールド付きデュアルコンダクタ設計は、電気自動車（EV）充電ステーションなど、電磁ノイズのあるアプリケーションでも高い信号完全性をサポートします。

4000シリーズには、長さ1、2、3、5メートル（m）のケーブルアセンブリがあり、ワイヤゲージは22または26AWGで柔軟性があります。3つの終端オプションは、多くのスマートシティアプリケーションへのSPE接続のパッチングをサポートします。

たとえば、PXPSPE4030/1M/22（図1）は、シングルエンドのBulgin SPE BuccaneerおよびT1 SPEコネクタ終端を備えた1m、22AWGのアセンブリで、柔軟な統合が可能です。このソリューションは、制御ボックスと近くのセンサ間のキャビネット内短距離接続に適しています。

図1：PXPSPE4030/1M/22ケーブルアセンブリは、シングルエンドのBulgin SPE BuccaneerとT1 SPEコネクタ終端を備え、柔軟な統合が可能です。（画像提供：Bulgin）

また、PXPSPE4031/3M/22（図2）は、ケーブルの両端で4000シリーズの耐久性を最大限に発揮するダブルエンド設計を採用しています。この中程度の長さのアセンブリは密閉型、3m、22AWGのソリューションであり、CCTVカメラなどの屋外機器をスイッチやワイヤレスアクセスポイントに接続するのに最適です。

図2：ダブルエンドSPE Buccaneer終端により、PXPSPE4031/3M/22ケーブルアセンブリは密閉されたエンクロージャ間の堅牢な接続をサポートします。（画像提供：Bulgin）

Bulginはまた、端子台に直接接続できるワイヤエンド終端を特長とするPXPSPE4034/5M/26などの製品も提供しています。長さ5mで、より細い26AWGのケーブルオプションにより、この終端は、HVACシステムにおける空気質モニタリングなどの使用例において、既存インフラを、離れた場所にある密閉型スマートセンサに接続するための目立たないソリューションを提供します。

PXPSPE4032（図3）などのパネルマウントコネクタは、エコシステムを完成させ、すべてのPXPSPE403Xケーブルアセンブリと互換性があります。標準のT1 SPEケーブルは、どちら側にも使用できますが、その場合、侵入に対する高い保護は無効になります。

図3：PXPSPE4032などのパネルマウントコネクタは、すべてのPXPSPE403Xケーブルアセンブリと互換性があります。（画像提供：Bulgin）

まとめ

SPEがスマートシティの展開を簡素化する一方で、Bulgin 4000シリーズは、特に堅牢性が不可欠な露出したエンドポイントにおいて、信頼性の高いSPE接続を実装するための柔軟なエコシステムを提供します。