IEC TS 634442026 工业网络 以太网-APL端口配置文件以太网-SPE配置文件规范标准立项发展报告

工业网络以太网-APL端口配置文件/以太网-SPE配置文件规范标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Industrialnetworks-Ethernet-APLportprofile/Ethernet-SPEprofilespecification摘要随着工业4.0、智能制造的深入推进，工业网络对通信带宽、实时性、可靠性的要求持续提升，传统现场总线技术已难以满足日益增长的数据传输需求。以太网-APL（Ethernet-APL，以太网高级物理层）和以太网-SPE（EthernetSingle-PairEthernet，以太网单线对）作为新一代工业以太网物理层技术，凭借其长距离传输、防爆兼容、精简布线等优势，正在成为流程工业数字化转型的关键基础设施。然而，技术落地亟需统一的端口配置文件标准以保障多厂商设备的互操作性与系统集成的规范性。在此背景下，国际电工委员会（IEC）发布IECTS63444:2026《工业网络以太网-APL端口配置文件/以太网-SPE配置文件规范》。该标准以技术规范（TechnicalSpecification）形式发布，明确了以太网-APL端口与以太网-SPE端口的物理层参数、传输特性、连接器要求、线缆规范及一致性测试方法，为设备制造商、系统集成商和最终用户提供了统一的技术依据。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制过程、核心技术内容及其行业应用价值，并结合工业网络技术发展趋势，对该标准实施推广及未来演进方向进行了展望。报告认为，IECTS63444:2026的发布填补了以太网-APL和以太网-SPE端口互操作标准领域的空白，对推动流程工业网络架构升级、降低系统集成复杂度、促进多厂商生态协同具有重要意义。关键词：工业网络；以太网-APL；以太网-SPE；端口配置文件；国际电工委员会；互操作性Keywords:Industrialnetworks;Ethernet-APL;Ethernet-SPE;Portprofile;IEC;Interoperability1引言1.1背景与意义工业通信网络是现代工业自动化系统的神经中枢，其性能直接决定了生产过程的控制精度、安全水平与运维效率。传统现场总线（如PROFIBUS、FOUNDATIONFieldbus、HART等）虽在流程工业中服役数十年，但其通信速率低、带宽有限、协议不互通等问题日益突出，难以支撑以大数据分析、预测性维护和数字孪生为代表的智能化应用需求。近年来，以太网技术凭借其高带宽、开放性以及信息技术（IT）与运营技术（OT）融合的天然优势，在工业自动化和流程控制领域获得了广泛关注。然而，标准以太网物理层在工业场景中面临两大瓶颈：一是传输距离不足以覆盖大型工厂的现场设备布局；二是标准以太网信号功率较高，难以满足危险区域防爆要求。为解决上述问题，以太网-APL和以太网-SPE两种新型物理层技术应运而生。以太网-APL技术基于10BASE-T1L（IEEE802.3cg）标准，通过单线对双绞线实现最大1000米距离、10Mbit/s速率的以太网通信，同时支持在危险区域（ExZone0/1/2）内本质安全供电与数据传输，为流程工业现场仪表提供了"一线贯通"的通信解决方案。以太网-SPE技术则聚焦于单线对以太网在工业场景中的通用物理层规范，涵盖连接器、线缆及端口配置，支撑从传感器到云端端到端的IP通信。在此技术变革浪潮中，统一端口配置文件标准成为产业界的共同呼唤。IECTS63444:2026正是在这一背景下由国际电工委员会工业过程测量、控制和自动化技术委员会（IEC/TC65）组织制定的国际标准技术规范。1.2标准基本信息标准编号为IECTS63444:2026，全称为《工业网络以太网-APL端口配置文件/以太网-SPE配置文件规范》（Industrialnetworks-Ethernet-APLportprofile/Ethernet-SPEprofilespecification），由国际电工委员会（IEC）发布，归口于IEC/TC65（工业过程测量、控制和自动化技术委员会）。该标准于2026年6月4日正式发布，分类号为"输电网和配电网"，标准状态为现行。需要特别说明的是，作为技术规范（TechnicalSpecification）类文件，IECTS63444:2026旨在快速响应市场需求，在正式国际标准（IS）出台前提供过渡性的规范性技术文件。该文件为以太网-APL和以太网-SPE端口配置提供了明确的技术基线，后续有望在充分验证和应用反馈基础上进一步转化为正式国际标准。2标准编制背景与立项过程2.1技术演进与标准化需求2.1.1以太网-APL技术发展概述以太网-APL（EthernetAdvancedPhysicalLayer）技术由以太网-APL项目组（Ethernet-APLProject）联合多家国际领先的自动化企业和标准组织共同推动，其物理层基于IEEE802.3cg-2019标准中定义的10BASE-T1L规范。10BASE-T1L支持在单对平衡双绞线上以10Mbit/s速率传输数据，点对点传输距离可达1000米，同时通过更新电源协商机制实现本质安全供电。以太网-APL的突出优势体现在以下方面：-远距离传输：1000米传输距离覆盖绝大多数工业现场的设备布局范围；-本质安全：支持在爆炸性危险环境（Zone0/1/2）中安全运行，符合IEC60079系列防爆标准要求；-协议透明：基于标准以太网协议栈，支持多种工业应用协议（如PROFINET、EtherNet/IP、HART-IP等）并行运行；-精简布线：单线对线缆替代传统的多芯电缆，显著降低布线成本与施工复杂度。2.1.2以太网-SPE技术发展概述以太网-SPE（Single-PairEthernet）是基于IEEE802.3bp（100BASE-T1）和IEEE802.3cg（10BASE-T1L）等单线对以太网物理层标准发展而来的技术体系。SPE技术在汽车电子领域率先获得大规模应用，随后向工业自动化领域快速渗透。SPE的核心价值在于将以太网通信延伸至此前由现场总线或专用协议覆盖的传感器/执行器层级，实现从云端到现场设备的全IP化通信。在工业场景中，SPE涉及的关键要素包括：M8/M12等工业连接器形态、适用于工业环境的单线对线缆、供电与数据混合传输（PoDL，PoweroverDataLine）以及长距离传输的物理层适配。2.1.3端口配置文件标准化的必要性尽管10BASE-T1L等物理层标准已经定义了电气特性、时序参数等底层规范，但在工业实际部署中，不同设备厂商的端口设计、连接器选型、线缆规格、供电方式以及电磁兼容性能等存在较大差异，导致以下问题：1.互操作性不足：不同厂商设备对接时可能出现物理层兼容性问题；2.系统集成复杂：缺乏统一端口配置规范，增加了系统设计与调试的复杂度；3.部署成本偏高：由于规格不统一，用户和集成商需针对不同厂商设备配备多种备件和工具；4.安全合规风险：防爆场景下，端口电气参数不统一可能带来安全隐患。基于上述需求，IEC/TC65于2022年前后正式启动以太网-APL端口配置文件标准的立项论证工作，并进一步将以太网-SPE端口配置纳入同一份标准文件中予以规范，最终形成IECTS63444的技术框架。2.2标准编制历程IECTS63444:2026的编制工作大致经历了以下阶段：-2022年：IEC/TC65提交新工作项目提案（NP，NewWorkItemProposal），获得各成员国投票通过后正式立项；-2022-2023年：成立工作组（WG），联合来自德国、美国、中国、日本、瑞士等国的技术专家，开展标准草案（WorkingDraft,WD）的编制工作；-2023-2024年：形成委员会草案（CD，CommitteeDraft），分发至各国家委员会征求意见；同步开展多轮技术验证和实验室比对测试；-2024-2025年：根据反馈意见修改完善，形成最终草案（FDTS，FinalDraftTechnicalSpecification），进入IEC中央办公室的最终投票阶段；-2026年6月：IECTS63444:2026最终通过各成员国投票，正式发布。在编制过程中，标准草案充分参考了IEEE802.3cg、IEC60079（爆炸性环境）、IEC61784（工业通信子系统）、IEC61918（工业通信安装）等已有国际标准，确保与现行标准体系的协调一致性。3标准主要内容3.1标准范围与定位IECTS63444:2026规定了以太网-APL端口配置文件和以太网-SPE端口配置文件的技术要求，适用于以下范围：-工业自动化领域中采用以太网-APL技术的现场设备端口、基础架构组件（如现场交换机、电源注入器）以及控制系统接口；-工业自动化领域中采用以太网-SPE技术的传感器/执行器端口、工业交换机端口及相应连接基础设施；-与以上端口配置相关的电缆、连接器、安装规范以及一致性测试要求。该标准定位为技术规范，面向设备制造商、系统集成商、最终用户及测试认证机构提供统一的技术基准。3.2关键技术要素IECTS63444:2026主要涵盖以下核心技术内容：3.2.1端口物理层参数配置标准详细规定了以太网-APL端口和以太网-SPE端口在物理层的关键参数，包括但不限于：-传输速率与编码方式（10Mbit/sPAM4调制等）；-线对数量与拓扑结构（点对点、星型、树型等）；-传输距离等级（ClassA/B/C等分级）；-信号电平、时序要求和抖动容限；-供电方式（PoDL供电等级、电压/电流范围、供电协商机制）。3.2.2连接器与线缆规范针对以太网-APL和以太网-SPE在工业环境中的部署需求，标准规定了：-连接器形态选择（M8/M12等工业连接器，外露编码方式）；-线缆类型与规格（屏蔽/非屏蔽、线规、阻抗特性）；-线缆最大长度与衰减性能要求；-防护等级（IP20/IP65/IP67等）；-抗振动、抗冲击等机械性能要求。3.2.3本质安全与电磁兼容针对流程工业危险区域应用，标准专门规定了：-本质安全参数要求（电压、电流、功率限制）；-与IEC60079系列标准的一致性测试方法；-电磁兼容（EMC）性能要求与测试等级；-接地与屏蔽的工程实践指南。3.2.4一致性测试方法为实现可验证的互操作性，标准提供了：-端口物理层一致性测试规程；-连接器与线缆的机械/电气测试方法；-供电协商与本质安全功能的验证方法；-测试环境、仪器配置及合格判据。4标准实施与应用价值4.1行业应用场景IECTS63444:2026的发布将直接服务于以下关键应用场景：-流程工业：化工、炼油、制药等行业的现场仪表与控制系统连接，实现危险区域内的以太网通信；-离散制造业：工厂自动化中的传感器/执行器级网络部署，打通OT/IT融合的"最后一米"；-能源与公用事业：变电站、水处理、油气输送等基础设施的远程监控与智能运维；-智能物流与仓储：高速数据传输支持下的自动化物流设备互联。4.2标准价值分析该标准的发布实施将带来多层面的积极价值：-降低系统集成成本：统一端口配置文件减少了多厂商设备适配和调试的工程量，缩短项目交付周期；-促进市场竞争：标准化的端口要求降低了新技术进入门槛，鼓励更多中小型企业基于统一基线开发兼容产品；-提升安全水平：通过明确本质安全要求与一致性验证方法，有效降低危险区域部署安全风险；-支撑数字化转型：为现场设备级数据采集提供高带宽通信基础，助力预测性维护、AI分析和数字孪生技术的落地。5主要编制单位介绍IECTS63444:2026的编制工作汇聚了全球工业网络领域顶尖的技术力量。在此重点介绍在标准编制中发挥关键作用的单位之一——Endress+Hauser集团（恩德斯豪斯）。Endress+Hauser成立于1953年，总部位于瑞士赖纳赫（Reinach），是全球领先的过程自动化测量仪表和解决方案供应商，业务涵盖物位、流量、压力、温度、分析等测量技术，以及自动化解决方案和IT服务。集团在全球50余个国家设有销售和服务中心，拥有超过17,000名员工，年销售额逾30亿欧元。Endress+Hauser是工业以太网技术的重要推动者之一，尤其在以太网-APL技术的研发和产业化方面发挥了核心作用。该集团是Ethernet-APL项目组的创始成员之一，深度参与了以太网-APL技术的概念验证、原型开发和现场测试。在IECTS63444:2026的编制过程中，Endress+Hauser派出了资深标准化专家和技术骨干，负责以下关键工作：-物理层参数定义：基于其在现场仪表领域的深厚积累，主导了端口电气特性和传输性能要求的制定；-本质安全技术方案：将其在防爆领域的专利技术和方法融入标准的本质安全参数要求；-现场测试验证：利用覆盖全球的客户现场资源，为标准的可实施性提供了大量实测数据和工程反馈；-标准化协调：在IEEE802.3cg、IEC/TC65等标准化组织中发挥桥梁作用，协调不同标准体系间的技术一致性。Endress+Hauser积极参与国际标准化工作，累计在IEC、ISO等组织承担多项标准编制任务。其对IECTS63444:2026的深度参与，充分体现了国际领先企业在推动工业网络技术标准化进程中的引领作用。6结论与展望6.1结论IECTS63444:2026《工业网络以太网-APL端口配置文件/以太网-SPE配置文件规范》的正式发布，是工业网络标准化进程中的一个重要里程碑。该标准以技术规范的形式，首次系统性地对以太网-APL和以太网-SPE两种新型物理层技术的端口配置进行了统一规范，涵盖了物理层参数、连接器与线缆、本质安全、电磁兼容及一致性测试等关键技术要素，有效填补了10BASE-T1L