SPE（Single Pair Ethernet）

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#硬件工程 #信息与通信 #网络

本文介绍了以太网标准的发展，特别关注了IEEE推出的SinglePairEthernet(SPE)，其使用单对双绞线实现低速至高速通信，线缆和端子尺寸大大减小，并集成了PoDL供电技术。

以太网标准

讲SPE（Single Pair Ethernet）之前我们先了解一下以太网标准：

Category	Standard	Cable length(m)	Data rate	Duplex Capability	Wires
Fast Ethernet	10/100BASE-T	100	10Mb/s to 100Mb/s	Full	4
Gigabit Ethernet	1000/10GBAST-T	100	1Gb/s to 10Gb/s	Full	8
Single Pair Ethernet	10BASE-T1S	25	10Mb/s	Half/Full	2
Single Pair Ethernet	10BASE-T1L	1000	10Mb/s	Full	2

表1

10/100/1000/10GBASE-T

表1中 10/100/1000/10GBASE-T是我们平时上网所用的以太网标准，10/100/1000/10G指的是传输速率，即十兆、百兆、千兆、万兆，BASE即BaseBand指基带，-T指的是物理介质为双绞线，即我们平常所见的网线，常见的介质有-T双绞线、-F光纤。

扩展说明：BaseBand基带指的是采用曼彻斯特编码的数字信号，相对的BoardBand带宽指的是编码后的模拟信号带宽。以太网信号中，MAC-PHY之间的介质无关接口为数字信号，PHY-PHY之间的介质相关接口为模拟信号。我们常见的网线上传输的其实是调制后的模拟信号。

从表1中可以看出，10/100/1000/10GBASE-T标准的线缆是4到8根，通常快速以太网（百兆及以下）需要4根（2对双绞线）即可满足，G比特以太网（千兆及以上）需要4对双绞线。

10/100/1000/10GBASE-T的标准连接器为RJ45，尺寸大，线缆粗，POE供电成本高，在工业物联网、汽车等领域并不适用。

Single Pair Ethernet

2019年，IEEE推出了802.3cg标准，推出了Single Pair Ethernet，即上图中的10BASE-T1S、10BASE-T1L；其中T1S为短距离点对点全双工或多对多半双工通信，T1L为长距离点对点的全双工通信。

相比传统以太网，SPE速度上有所牺牲，目前支持10M速率(802.3cg)，未来可支持高达10G(8023.bw/bp/ch)，单仅需一对双绞线进行通信，线缆、端子尺寸大幅减小。此外，SPE还采用了PoDL（Power over Data Line）技术，可以利用信号线为终端设备提供最高50W的供电。

SPE连接器

连接器类型	SPE	标准以太网
板端连接器	7.6*6.4	约15*13
板线连接器	Φ11.2	9.6*11.6
线线连接器（公头）	Φ10.5*44	Φ19*41
线线连接器（母头）	Φ12*40	Φ20*45
线线对插尺寸	Φ12*74	Φ20*75