ผ่านมาหลายปีแล้วหลังจากทางสถาบันวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์หรือ IEEE เปิดตัวมาตรฐาน IEEE 802.3cg-2019 ที่เป็นอีเธอร์เน็ตคู่สายเดี่ยว (SPE) ความเร็ว 10 Mb/s ซึ่งต่อมาก็มีความเคลื่อนไหวและความร่วมมือในวงการที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีนี้จำนวนมาก จึงมองว่าตอนนี้เป็นเวลาที่ดีที่เราควรมาอัปเดตสถานะของ Single-Pair Ethernet (SPE) นี้กัน
มีหลายสมาพันธ์และคณะกรรมการดูแลที่ถูกตั้งขึ้นมารับกับการพัฒนาของมาตรฐาน IEEE 802.3cg อย่างทางสมาคมอุตสาหกรรมโทรคมนาคม (TIA) ก็ตั้งคณะกรรมการดูแลด้านอีเธอร์เน็ตคู่สายเดี่ยว (SPEC) ขึ้นมาโดยเฉพาะ ซึ่งประกอบไปด้วยผู้ผลิตอุปกรณ์สายเคเบิลและเครื่องมือทดสอบชั้นนำในตลาด ที่รวมถึง Fluke Networks ด้วย ยังมีสมาพันธ์ระบบอีเธอร์เน็ตซิงเกิลแพร์ (ที่ Fluke Networks ก็เป็นสมาชิกด้วยเช่นกัน) ประกอบด้วยผู้ผลิตอุปกรณ์อัตโนมัติทั้งในอุตสาหกรรมและในอาคารหลายราย รวมถึงผู้จำหน่ายสายเคเบิลและระบบเชื่อมต่อที่ใช้ในพื้นที่โรงงาน นอกจากนี้ยังมีเครือข่าย Single-Pair Ethernet Partner Network และกลุ่มย่อย คณะกรรมการที่เกี่ยวกับ SPE ต่างๆ ภายใต้สมาคมของหลายกลุ่มธุรกิจ ทั้งในด้านอุตสาหกรรมและระบบออโตเมชั่นในอาคารเชิงพาณิชย์ ทางฝั่งผู้จำหน่ายชั้นนำก็มีพัฒนาระบบ Ethernet-APL (Advanced Physical Layer) เพื่อใช้กับระบบประมวลผลในสภาพแวดล้อมที่โหดร้ายโดยวิ่งบน 10BASE-T1L ความเคลื่อนไหวทั้งหมดนี้ทั้งภาคการศึกษา การตื่นตัวในตลาด และด้านมาตรฐาน ต่างทำให้มั่นใจได้กับระบบนิเวศการพัฒนาอุปกรณ์และสายเคเบิล, มาตรฐาน, และสเปกทั้งหลายเพื่อเร่งความเร็วในการนำ SPE มาใช้สนับสนุน IoT/IIoT ทั้งในเครือข่ายของเทคโนโลยีอุตสาหกรรม (OT) และเทคโนโลยีสารสนเทศ (IT)
ขณะที่ความเคลื่อนไหวจากหลายกลุ่มข้างต้นค่อนข้างใหม่ แต่เทคโนโลยี SPE ก็อยู่คู่กับเรามาหลายปีก่อนแล้ว โดย IEEE เปิดตัวมาตรฐานของ SPE ในรูป 802.3bw 100BASE-T1 เมื่อปี 2015 และ 802.3bp 1000BASE-T1 ในปี 2016 ที่รองรับสายเคเบิลคู่สายเดี่ยวแบบหุ้มฉนวน (STP) ได้ระยะทางถึง 40 เมตร หรือได้ 15 เมตรถ้าใช้สายแบบไม่หุ้มฉนวนพิเศษ (UTP) สเปกของระบบ SPE เหล่านี้ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมรถยนต์เป็นหลักเพื่อใช้ในการสื่อสารภายในตัวรถ และเมื่อมีมาตรฐานใหม่อย่าง 802.3cg 10BASE-T1S/L เปิดตัวเมื่อปี 2019 ก็ถือว่า SPE ก้าวเข้ามาในตลาดเต็มตัว ด้วยช่องทางการใช้งานรูปแบบใหม่ๆ ที่หลากหลายขึ้นทั้งฝั่งอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์
หลังจากการปล่อยมาตรฐาน 802.3cg ออกมานั้น ทั้งคณะกรรมการไฟฟ้าและเคมีนานาชาติ (IEC) รวมทั้งองค์กรด้านมาตรฐานนานาชาติหรือ ISO ได้พัฒนามาตรฐานหัวต่อชุด 63171 และมาตรฐานสายเคเบิล 61156 สำหรับสภาพแวดล้อมการใช้งานทั้งเชิงพาณิชย์ (MICE1) และเชิงอุตสาหกรรม (MICE2 และ MICE3) มาตรฐานจากทั้ง ISO/IEC และ TIA ต่างอิงตาราง MICE ที่จำแนกลักษณะสภาพแวดล้อมการใช้งาน ที่ M หมายถึงเชิงกล (การโค้งงอ การสั่นสะเทือน), I คือการแทรกซึมเข้าเส้น (เช่น ความชื้น), C คือสภาพอากาศ (อุณหภูมิ) และ E คือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (คลื่นรบกวน) สำหรับ SPE ที่จัดอยู่ในสภาพแวดล้อมใช้งานเชิงอุตสาหกรรมที่เข้าเกณฑ์ MICE ระดับ 2 และ 3 ขณะที่ส่วนที่ใช้งานเชิงพาณิชย์นั้นจะเป็น MICE ระดับ 1
ถัดจากการปล่อย 802.3cg ตามด้วยการนำ SPE เข้ามาอยู่ในมาตรฐานระบบโครงสร้างพื้นฐานสายเคเบิลอย่าง ISO/IEC 11801 แล้วล่าสุดปี 2022 TIA ได้ปล่อยมาตรฐานชิ้นส่วน SPE สำหรับสภาพแวดล้อมการใช้งานเชิงพาณิชย์อย่าง ANSI/TIA-568.5 ให้สอดคล้องกับทาง ISO/IEC นอกจากนี้ยังมีการนำ SPE เข้าผนวกกับมาตรฐาน TIA-1005 สำหรับสายเคเบิลในโรงงานอุตสาหกรรม และมาตรฐาน TIA-862 สำหรับใช้งานในอาคารอัจฉริยะด้วย
รวมทั้งยังมีคณะทำงานด้านสายเคเบิลอุตสาหกรรม TR-42.9 ที่กำลังพัฒนามาตรฐานใหม่ ANSI/TIA-568.7 สำหรับสายบิดเกลียวคู่เดี่ยวแบบสมดุลสำหรับใช้ในพื้นที่อุตสาหกรรม ทั้งนี้ มาตรฐานสายเคเบิลทั้งฝั่ง ISO/IEC และ TIA ต่างแนะนำให้ SPE ใช้หัวต่อแบบ LC จาก CommScope สำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมเชิงพาณิชย์ และหัวต่อแบบ T1 จาก Harting แต่ก็อนุญาตให้ใช้หัวต่อที่ผ่านการรับรองจาก IEC (ตัวอย่างเช่น 63171) ได้
เทรนด์การใช้ SPE ในตลาดกำลังมาแรง
ปัจจุบันมีมาตรฐานและรูปแบบการใช้งานที่เกี่ยวข้องมากมาย จนทำให้ตลาดของ SPE ขยายตัวต่อเนื่อง จากตัวเลขล่าสุดที่ศึกษาโดย The Insight Partners ทำนายว่าตลาด SPE จะเติบโตขึ้นสู่ระดับ 3.6 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ภายในปี 2028 ซึ่งถือเป็นข่าวดีสำหรับผู้ผลิตสายเคเบิลที่พัฒนาผลิตภัณฑ์ออกมารองรับ SPE จากแนวโน้มในการถูกนำมาใช้ในงานด้านอุตสาหกรรมและระบบออโตเมชั่นในอาคารมากขึ้น รวมไปถึงโซลูชั่นที่ใช้ระบบ SPE นอกจากแค่ภายในรถยนต์และระบบในโรงงานอุตสาหกรรมที่มีใช้มานานอยู่แล้ว
ส่วนการเติบโตในตลาดมากกว่านี้จำเป็นต้องมีการนำ SPE ไปใช้กับผู้ผลิตอุปกรณ์และเครื่องงมือต่างๆ ด้วย ทั้งในระดับแอพพลิเคชั่นและระดับประมวลผล I/O และหลายเจ้าเองก็มีแผนในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ด้าน SPE แล้วด้วย ทั้งในด้านอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ ไม่ว่าจะเป็นสวิตช์และอุปกรณ์ฝั่ง Edge ที่ใช้ SPE อย่างเช่น Programmable Logic Controller หรือตู้ไฟคอนโทรลเลอร์ PLC ที่เป็นเซ็นเซอร์, หัวขับวาล์วควบคุม (Actuator), มิเตอร์ต่างๆ หรือแม้แต่หุ่นยนต์ ซึ่งการนำ SPE มาใช้ผลิตอุปกรณ์และเครื่องมือเหล่านี้จะทำให้ได้ระบบที่รวดเร็ว ใช้งานง่ายแบบ Plug-and-Play ทั้งในโรงงานและสมาร์ทบิวดิ้ง
ทว่าการนำเทคโนโลยีมาใช้กันในตลาดจะดูช้ากว่าการพัฒนามาตรฐานที่เกี่ยวข้อง โดยทั่วไปมักต้องใช้เวลาหลายปีกว่าสเปกในระดับกายภาพจะออกมาให้พร้อมพัฒนาผลิตภัณฑ์จริง นี่จึงเป็นเหตุผลที่ทำไมตอนนี้เราเพิ่งเห็นโซลูชั่นต่างๆ ออกมาสู่สายตาคนภายนอก ตลาดด้านเทคโนโลยีควบคุมในอาคารเองก็ใช้เวลาในการตามเทรนด์ใหม่ด้วยเนื่องจากธรรมชาติของระบบเหล่านี้เอง และความจำเป็นที่ต้องมีการทดสอบและตรวจสอบให้ครอบคลุมทุกด้าน อย่างในกรณี SPE เอง โรคโควิด-19 ก็เข้ามาส่งผลกระทบต่อการลงทุนเทคโนโลยีใหม่ ทำให้เกิดอุปสรรคในการสร้างซัพพลายเชนด้วย
Fluke Networks ก็จับตามองตลาด SPE อยู่
ขณะที่การย้ายมาใช้ SPE ดูเป็นยุทธศาสตร์ระยะยาว แต่เราก็น่าจะได้เห็นอุปกรณ์หลากหลายแบบเข้ามาในตลาดเพื่อตอบโจทย์เทคโนโลยีอุตสาหกรรมหรือ OT ที่กำลังเปลี่ยนจากระบบที่แยกแบรนด์ แยกไซโลกันหลายระบบ มาเป็นระบบเดียวที่คุยกันได้หมดผ่านอีเธอร์เน็ตที่ช่วยยกระดับทั้งประสิทธิภาพและความสามารถการผลิต
ตัวอย่างเช่น ในโรงงานอุตสาหกรรมนั้นกำลังต้องการอุปกรณ์ที่ทำงานผสานระบบส่วนปลายเครือข่ายของระบบออโตเมชั่นหรือในระดับ IO เข้ากับสภาพแวดล้อมการทำงานแบบบอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมเพื่อรองรับเทคโนโลยีระดับ Industry 4.0 และ IIoT อย่าง AI, แมชชีนเลิร์นนิ่ง, และการสื่อสารระหว่างเครื่องจักรด้วยกัน ซึ่ง SPE จะเข้ามาช่วยเรื่องความสอดคล้องตามมาตรฐาน, ให้แบนด์วิธมากขึ้น และลิมิตระยะทางการเชื่อมต่อที่ไกลขึ้น ช่วยลดทั้งค่าใช้จ่ายและน้ำหนักของสายเคเบิล (รวมถึงพื้นที่ใช้งานด้วย) และความสามารถในการส่งต่อกำลังไฟฟ้าไปยังตำแหน่งที่ห่างไกลผ่านเทคโนโลยี Power over Data Line (PoDL) ที่ช่วยตัดความจำเป็นที่ต้องมีระบบสายไฟแยกต่างหาก
ส่วนในพื้นที่ใช้งานเชิงพาณิชย์ SPE ก็ใช้ประโยชน์ที่คล้ายกันทั้งด้านค่าใช้จ่ายและความสะดวกในการจ่ายไฟ ร่วมกับความสามารถในการผสานระบบออโตเมชั่นในอาคารเข้ากับระบบ OT/IT อื่น (เช่น ระบบความปลอดภัย ระบบไฟส่องสว่าง เป็นต้น) เพื่อรองรับ IoT และสมาร์ทบิวดิ้งอย่างเช่นสมาร์ทเซ็นเซอร์, สมาร์ทมิเตอร์, การวิเคราะห์ข้อมูล, การบำรุงรักษาเชิงป้องกัน (PM) และอื่นๆ อีกมากมาย
และแม้ตลาดจะยังไม่มีความต้องการด้านการทดสอบระบบ SPE ที่หน้างานอย่างชัดเจน Fluke Networks เองก็จับตามองตลาดอย่างใกล้ชิดตั้งแต่การเปิดตัวระบบทดสอบ SPE หลังจาก IEEE ปล่อยมาตรฐาน 802.3cg 10BASE-T1S/L ออกมาไม่นาน เราจะยังเข้าไปมีส่วนร่วมในกลุ่มต่างๆ ที่ดูแลมาตรฐานอุตสาหกรรม เช่นเดียวกับสมาพันธ์และคณะกรรมการที่เกี่ยวข้องกับ SPE รวมไปถึงการทำงานร่วมกับผู้จำหน่ายอุปกรณ์และเครื่องมือหลากหลายประเภทเพื่อขับเคลื่อนการใช้เทคโนโลยีนี้ เพื่อที่เมื่อถึงเวลาที่มีการนำ SPE ติดตั้งอย่างแพร่หลาย เราจะพร้อมทันทีในการรองรับการทดสอบและแก้ปัญหาเครือข่าย
อ่านเพิ่มเติมที่นี่ – https://www.flukenetworks.com/blog/cabling-chronicles/single-pair-ethernet
