계장기술(PROCON)

특별기고 (연재)급부상하는 태풍의 눈 ‘APL’ <2회>

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작성자 최고관리자 댓글 0건 조회 49회 작성일 20-08-14 12:05

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아직 큰 변화는 오지 않았고, 이제 시작일 뿐이다. APL(Process 계장안전/고급물리계층)은 세계 Process 계장 분야의 틀을 완전히 바꾸어 놓을 것이다. Process 계장 분야에 APL이 바짝 다가오고 있다.
본고에서는 1940/1960년대 이후 60~80년 만에 바뀌는 세계 Process 계장 산업 표준과 2022년부터 활짝 열리는 거대한 세계 Process 계장 시장의 면모와, 급부상하는 태풍의 눈 ‘APL’을 3회에 걸쳐 소개한다.


3. OSI 7 Layer 중 물리계층 (Physical Layer = PL)

필드버스는 OSI 7 Layer 중 물리계층(Physical Layer = PL)에서 작동하는 산업용 이더넷이다. ISO 7 Layer의 물리계층 프로토콜인데, Process 계장 분야에 즉시 통합적으로 사용하기에는 몇 가지 제한이 걸린다. 즉 Process 계장 분야에 클라우드(Cloud : 중앙 서버 PC & 인터넷 렌털 사업화)를 적용하기에는 보완 사항이 많이 남아 있고, 10%가 부족한 면이 있다. 이를 보완한 것이 “Ethernet-APL(Advanced Physical Layer)”이다.

1) 자동화 분야에서 물리계층(Physical Layer = PL)에 문제는 없는가?
자동화 분야에서 물리계층(Physical Layer = PL)의 결함은 별로 없어 보인다. 자동화 분야에서는 오히려 물리계층의 지속적인 발전으로 OT와 IT를 결합한 형태가 되었다. 또 비약적인 발전을 거듭하고 있지만, 사물인터넷(IoT)의 전 단계에 머물고 있다. 이유는 필드버스는 그 생태계가 OSI 7 Layer에 베이스를 갖고 있기 때문이다. 필드버스는 IEC에서 만든 표준이고, IoT는 시작의 배경이RFID에서 출발하였다. ITU-T와 oneM2M, IEEE-2 413 등이 IoT의 표준 기관이다. 따라서, 프로토콜의 형태도 다르며, 이를 다루는 표준화 기구의 배경도 다르다. IoT에서는 프로토콜이라는 용어는 안 쓴다. 프로토콜 대신 플랫폼이라는 용어를 사용하는데, 필드버스에서 쓰는 프로토콜과 그 내용은 같다. 결국 자동화의 물리적 한계의 끝은 제어기이며, 제어기 중에도 PLC가 그 중심이다. 필드버스는 PLC에 잘 적응한다.
그렇다고 필드버스가 IoT와 연결이 안 되는 것도 아니다. 기존 PLC 전단에 필드버스/사물인터넷 변환 게이트웨이를 사용하였고, 클라우드와 연결하는 방식을 취하는 자동화 기기 메이커 중 대표적인 회사는 대만에 있다. MOXA와 ADVANTECH 모두 대만의 회사이며, 두 회사 공히 PLC 전단에 필드버스/사물인터넷 변환 게이트웨이를 사용하여 클라우드와 연결하는 시스템을 판매하고 있다. 그리고 Rockwell Automation, SIEMENS 등의 글로벌 기업들은 2009년에 공개된 IoT 플랫폼 Thing Works나 Thing Plus 등을 소유한 IoT 회사들을 흡수 병합하여 자사 플랫폼으로 개발하였고, 필드버스를 클라우드로 연결하고 있으며, 다른 하나는 OPC UA(United Architecture)를 이용 IoT화 하였고, 클라우드와 연결하여 사용하는 추세가 급증하고 있다. 그리고 ODVA가 보유한 EtherNet/IP는 IEEE의 802.3 프로토콜을 그대로 가져다 응용해서 사용하고 있으며, IEEE-2413도 one M2M처럼 IoT 인증기관이므로 IEEE에서 기술을 가져다 사용하고 있는 ODVA는 EtherNet/IP를 IoT화 하였고, IEC의 물리계층의 경계를 넘어 고급물리계층인 APL을 완성하기 위해 수년 전부터 이 분야를 연구하고 있으며, 2022년 이전에 모든 기술개발을 끝내고, 2022년까지는 APL을 완벽하게 업데이트할 예정이다.


4. 고급물리계층 = APL(Advanced Physical Layer)의 출현

Process 계장 분야에 물리계층(Physical Layer = PL)을 적용하는 시도를 무수히 해보았으나, 간단한 문제는 아니었다. 또 여러 메이커들과 프로토콜 기관의 뜨거운 경쟁과 매일 전쟁처럼 피 튀기는 경쟁은 급기야, “꼬시래기 제살 깍아먹는(경상도 속담)” 지경에 이르렀다. 기술도 문제고, 표준도 문제였다. 한국은 이른바 필드버스 중 산업용 이더넷 KS 표준만 6개의 프로토콜이 동시에 표준화할 수밖에 없는 경우가 발생했다.    

MS의 PC HW & SW는 전 세계가 사용하는 단일 컴퓨터 표준이다. Process 계장 분야의 이더넷 표준은 MS처럼 하나의 단일 국제표준으로 만들 수는 없을까? 갑자기 이 소문은 세계 유수의 프로토콜 기관과 공통의 문제로 번졌다. 경쟁자 또는 경쟁 프로토콜 기관들은 이 문제를 둘러싸고 각자 고심하기 시작했다.  문제는 더 있었다. Process 계장 분야는 근본적인 문제가 1940년도와 1960년도에 발표한 OLD-Analog 국제표준을 2020년 현재에도 여러 나라들, 특히 일본과 한국에서 사용 빈도에 문제가 심각한 것으로 나타났다. Process 계장 분야 필드 계장 시설의 70% 이상이 Analog를 사용하며, 특히 그 중에도 의외로 엔드유저들이 DCS는 Analog 방식을 선호하며, 한국·일본에는 이에 따른 Spare Part 문제가 심각 단계에 머물고, 4차 산업혁명과 스마트공장(Smart Factory)의 추진은 엄두도 못 내고 뒷전으로 밀렸고, 발전의 뒷다리를 물고 있는 형국이 작금의 Process 계장 분야 현실이다. 이 두 마리 토끼(OLD-Analog 표준의 사용 & DCS Spare Part 이슈)를 잡고 1,000억 달러로 평가되는 이 분야 세계시장을 돌파하려면 특단의 대책이 필요했던 것이다. 결국 각기 다른 우후죽순의 경쟁구도 속에서 궁하면 통한다는 속담이 맞는 것 같다.  

모두가 이런 상황에 처해 있을 때, 누군가 용기 있는 자가 이 사실을 알고 대시하기 시작했고, 솔직히 ODVA는 이 준비 작업을 전임 ODVA 대표 Ms. Katherine Voss가 시작을 해서 현 ODVA 대표 알 베이도운(Al Beydoun) 박사가 취임하자, 이 문제를 적극 대외에 알려 드디어 세계 최대의 Process 계장, 프로토콜 기관인 필드컴 그룹(FeildComm Group), 피아이 인터내셔널(PI)에 알리고, 문제 해결에 있어 우선 기술적으로 가능하다는 점을 알렸다. 그것은 다름이 아니라 이더넷 표준의 제정 기관인 IEEE와 상의한 결과 802.3cg가 대안이라는 가능성을 확인한 것이다. 기타 IEC 등의 국제 기관도 호의적인 IE C 표준 인증 승인 협조를 약속 받은 세계 3대 프로토콜 기관의 프로토콜 통합 합의문, 즉 개발 백서(White paper)를 90% 이상의 Process 계장 메이커들을 독일 ACHE MA FAIR 전시회에 초청, 전 세계에 이 사실을 발표함으로써 Process 계장 분야에 세계 단일 표준인 “Ethernet-APL”이 탄생하게 되었고, 2019년 11월부터 개발에 착수하여 늦어도 2022년 말에는 마치 MS/PC의 HW & SW가 세계 유일의 컴퓨터 표준이듯 Process 계장 분야에도 유일 표준을 만들기로 합의하였고, 시장 문제도 기술 문제도 난립된 표준 경쟁도 모두 이 개발 백서 하나로 잠재우게 한 기막힌 사연을 2019년 11월 모두 합의한 ACH EMA FAIR 전시장의 그날을 떠올리면서 한국의 Process 계장 분야 종사자들과 자동화 분야에 매진하는 ODVA 회원들과 이 개발에 직간접으로 관계되는 모든 분들을 위해 이 내용을 발표한다. 드디어 문제 해결을 위한 묘수를 각자 찾다가 집단적 해결책이 나왔다. 절반의 성공을 한 것이다. 그러므로 이 사건은 단순한 누구의 의견도 아니고, 거대한 국제적 대 프로젝트인 것이다. 산업용 이더넷에 고급 사양을 추가하는 차원에서 머물던 것에 대해, 이를 집단적으로 신속히 해결하기 위한 다국적 기업들의 묘수의 결합이 낳은 산물이라고 보아야 정확하다.  

2019년 11월 독일의 ACHEMA FAIR 전시회에서 엄청난 일이 일어난 것이다. 세계 3대 프로토콜 기관과 전 세계 Process 계장 메이커들이 모두 모여 머리를 맞대고, 통합 표준의 해결책을 찾기 위해 강력한 모임을 가진 것으로 봐야 한다. 어떻게 하면 가장 빠르게 가성비를 가장 적게, 모두가 공감할 수 있는 Process 계장 분야에 IoT (사물인터넷), 빅데이터, 인공지능 5G~6G(제5~6세대 통신), 에지 컴퓨팅(Edge computing)과 함께 묶어 돌아가는 표준을 만들 수 있느냐는 점이다. 가장 쉬운 방법은 표준 기관끼리 기술 통합을 하는 방법이었다. Process 계장 분야는 독특한 기술 분야이며, 시스템은 OLD-Analog 체계이다. 여러 폭발 위험요소와, 산업안전요소 등이 공장에서 필히 해소되어야 하므로 신중하고, 신속히 진행해야 함에는 모두가 공감하였다. 이러한 난제들을 해결하기 위해 사전에 기관 간, 멀티 벤더들 간에 수 차례에 걸친 사전 조사는 물론 여러 합의를 거쳐서, 숙고 끝에 내린 결론이 물리계층인 PL(Physical Layer)에 알파벳A(Advanced/고급)로 시작하는 단어 하나를 삽입하고, 여기에 Process 계장 분야에 존재하는 각종 고급 해결책 (안전 문제)들을 한데 묶어 PL(Physical Layer/물리계층)이라는 용어와 합성한 뒤 고급물리계층(APL)이라는 신조어를 만들어 전 세계에 발표하고, 2022년말까지 APL표준을 완성하기로 국제 결의를 하였다. 이 과정을 Process 계장 분야 종

사자들이 알기 쉽게 이해할 수 있도록 필자가 굳이 APL에 대해 사족을 붙인다면, 다음과 같은 설명이 가능하다.        

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 2000년대까지는 “Feildbus”(공장정보-Bus)를 타고 다니는 Process 계장 분야의 물리계층(PL/Physical Layer)이 Process 계장 분야(정보-고속도로)의 근간이었다면, 2022년부터는 Process 계장 분야(정보-고속도로)의 단점들을 완벽히 보완하여, 고급물리계층(APL/Advanced Physical Layer = 공장의 안전을 완전히 보완한 공장정보-BUS)로 기존에 사용했던 부족한 “Feildbus”(공장정보-Bus)를 “Ethernet-APL”로 교체하자는 슬로건을 내걸었다. 시행백서(White paper = 제작 매뉴얼)의 제목이 “Ethernet to the field”이다. 즉, 이 문구의 뜻은 “공장에 이더넷을 공장정보-BUS로 정하여”, 기존의 “Feildbus”(공장정보-Bus)가 문제가 많으니 이를 100%로 완벽하게 보완하여 전면 교체하자는 캐치프레이즈를 내건 것에 다름이 아님을 Process 계장 관련 기술자들은 알아야 할 것이다. 그 이유는 1940년대부터 이어온 Process 계장 기술의 근거가 아날로그였는데, 2022년까지만 OLD-Analog 표준을 사용을 하고, 2022년 말 이후부터 모든 OLD-Analog 기술을 Ethernet을 근간으로 하는 Digital 기술인 “Ethernet-APL”로 전면 바꾸겠다는 각오를 독일 ACHEMA FAIR 전시장에서 21세기 Process 계장 분야의 미래 기술 개발에 같은 운명의 배를 탄 전 세계 Process 계장 기술 업계가 한데 뭉쳐 나갈 것을 일시에 선포한 것으로 봐야 한다. 동시에 이 프로젝트에 함께 참여하고, 적극 지원하기 위해 나선 국제 기관들이 있다. IEC, IE EE, 국제 방폭 위원회, INTRINSIC SAFETY 위원회, NAMURA 총회 등이다. 이들이 총출동하여 Process 계장 분야의 새로운 변신을 적극 지원하고 있는 것임을 알아야 한다. 국제표준(인증) 기관들은 모두 Process 계장에 필요한 사항들을 이변이 없는 한 승인해 줄 것이며, 개발팀은 개발에 투자할 자금도 충분히 확보하여 개발 시간을 얼마나 단축시키냐에 초미의 관심이 모아지고 있다.

아마도 국내의 Process 계장 관련 종사자와 국내 Pro cess 계장 벤더들은 “Ethernet-APL”에 대하여 처음 듣는 분들도 있을 것이다. 이 프로젝트에 참여한 벤더들 중 한국의 기업은 놀랍게도 한 회사도 없었다. 안타깝기 그지없다. IT 분야나 IoT 분야는 한국이 국제무대에서 선두에 나서고 있으나, Process 계장 분야는 워낙 국내 기술이 낙후되어 있고 이렇다 할 국제적 기업은 아직 없기 때문이며, 국제무대에서 Process 계장 시장이 예상외로 크다는 것을 Process 계장 기술 관련 국내 기업들은 아직도 대변화의 물결을 감지 못하고, 우물 안의 개구리 식으로 시장을 바라봄은 필자 혼자만의 생각일까? Process 계장 관련 글로벌 기업의 한국법인 소속 기업들은 이 사실을 어느 정도는 알고 있다. 이 사실을 바로 알리기 위해, O DVA TAG KOREA에서는 IIoT[EtherNet/IP] SMART FACTORY SOLUTION SEMINAR를 2021년 개최할 예정이다.

한국에서 Process 계장 기기의 국산화가 시작된 것은 한국의 경제개발이 본격화되던 1970년으로 거슬러 올라간다. 당시 한국에는 우진계기, FOXBORO, 한일LE VEL, 삼보계기 등이 있었지만, 모두 세계화에는 실패한 것으로 알고 있고, 한국 정부는 물론, 심지어 국내의 모든 엔드유저들도 현장용 Field Instrument 국산 기기 구매를 외면하고 수입품에만 의존하여, 공장 설치 및 운영을 해왔다는 책임에서 자유로울 수는 없다. 최근에 계장의 액추에이터인 제어 밸브(Control Valve) 국내 메이커로 KOMOTO밸브가 김포에 국제 규모의 공장을 조성했고, 세계적 Test bench 및 각종 종합 시험들을 통해 우수한 글로벌 밸브들을 생산하고 있다. 또 필드 계기 메이커로는 두온시스템이 두각을 나타내고 있다. 역시 국제 규모의 필드 계기 공장을 조성했고, 온도/압력/유량/레벨/중량 트랜스미터나, 차압식 유량계를 만들어 미주, 중동에 수출하고 있다. 한국에서는 유일한 초음파 유량계 메이커인 자인테크놀로지 역시 중국, 중동 유럽에 국산 계기들을 수출하고 있다. 종합 분석 계기 메이커 대윤계기산업, 국내 유일의 정전기 계기 메이커 GK-Electrostatic, ERP 및 계장 표준의 인증기관인 표준엔지니어링, 변환기 전문 메이커 신호시스템, 전/계장시스템 메이커 금산엠엔이, 우진산전, 오토닉스(코닉스), 한영넉스, RS Auto mation, 히스코센서, CIMON, LS Cable, Taihan Electric Wire, SAMWONACT, MKP, CREVIS, Chunl Electric, Fastech, Konics, New Power Plasma, LS Electric 등이 있으나 원천 기술로 세계시장에서 승부를 겨루기에는 아직도 개발 시간이 더 필요하다.

그러나 한국만의 장점은 IT 기술 인프라가 좋아, 기존 계장 기기 메이커들이 국내의 우수한 IT HW & SW 업체들과 협업을 잘만 하면, 2022년이 도달하기 전 2년 만에 세계시장 1,000억 달러 시장, 국내 시장 1조원의 Pro cess 계장 시장에서 글로벌 기업들과 다부지게 싸워 이길 수 있다는 것이며, 그 기회가 활짝 열렸다. 이 글을 읽는 애독자들에게 부탁 하나 하려고 한다. 지금 GOOGLE표시창에 “Advanced Physical Layer”를 입력해 보기 바란다. SIEMENS, ODVA, FeldComm Group, IEEE, Wi kipedia 등에서 게재한 APL 영문 내용이 웹사이트마다 뜨며, 구글 번역기를 사용하면 한글로도 볼 수 있다. 본문 내용은 여러 기관이 모두 똑같은 내용을 실었으나, 각 기관들의 각론들은 약간씩 다르다. 그 이유는 DCS 등의 적용에는 기존 보유 필드버스와의 관계를 연결 설명해야 하기 때문이다. 모두에게 커다란 기회와 시장이 Process 계장 분야를 통해 열리고 있다는 사실을 애독자 여러분들과 Process 계장 분야에서 일하는 분들께 알려드리는 바이다.

1) APL의 공통 변수
“Ethernet-APL”(Advanced Physical Layer = 고급물리계층)은 그 특징이 이더넷의 순수성에 있다. 설명이 좀 이상하지만 사실이다. 인터넷이라고 다 같은 게 아니다. 다시 말하면, 변종(Variant) 이더넷이 아니어야 한다는 말이다. 속도를 고속으로 만들기 위해 IP 프로그램을 변경하거나, 손을 대서는 안 된다는 말이다. ”Ethernet-APL” 개발팀은 이를 위해 IEEE가 제정하고, ODVA의 EtherNet/IP가 채용한 바 있는 IEEE 802.3을 검토했다. 그 이유는 IEEE 802.3 이더넷은 변종이 아닌 순수한 이더넷이기 때문이다. 이번 프로젝트에서는 정확히 IEEE 802.3cg를 선택해 개발에 착수한다. ABB, SIEMENS, EMERSON, YOKOGAWA를 비롯 12개 Process 계장 메이커를 비롯하여, 세계 3대 프로토콜 표준 기관인 필드컴 그룹(FeildComm Group : Hart-IP), 오디브이에이(ODVA : EtherNet/IP), 피아이 인터내셔날(PI : PROFI BUS & FROFINET) 등 3대 기관이 전면에 등장하였다. 2019년 11월 독일 ACHEMA FAIR 전시회에서, 이들 3개 기관은 전 세계 Process 계장 메이커들 앞에서 기자회견 형식으로 ”Ethernet-APL” 개발 백서(APL의 기본 스펙이 담긴 매뉴얼)를 발표하였는데, 그것은 바로 “Ether net to the Field”라는 이름의 개발 방향과 시스템 구조가 명시된 개발 가이드라인이다. 세계인들 앞에 기술 방향을 발표한 이들은 각자 나름대로의 필드버스를 가지고 있는 기관들이다. 그런데 하나도 아닌 3개 기관이 일시에 의기투합을 한 것은 하나의 표준을 만들기 위해 3개 기관이 함께 참여함으로써 통합에 시간과 노력을 줄이고, 아이디어를 폭넓게 창출할 수 있으며, 최단기간에 최소의 개발비로 새로운 표준을 완성할 수 있기 때문이다. Process 개발 완성된 이후에 전 세계 Process 계장 분야는 오직 하나의 유일한 국제표준을 쓰게 됨으로 기술의 발전도 비약적으로 빨리 전개될 것이다. MS 제품이 PC계의 세계 유일의 표준이 되어 “Ethernet-APL”은 세계 Process 계장 분야의 유일한 표준이 된 매우 뜻깊은 사건이 될 것이다. 이후 장기간에 걸쳐 세계 Process 계장 산업 분야에 직간접 영향을 미칠 것이다.

2) “Ethernet-APL”의 공통 부문 구성도(Configuration)에 담긴 의미
 우측 중앙의 그림은 “Ethernet-APL”의 대표적인 구성도의 메인이며, 상징성을 갖고 있기 때문에 Process 계장 기술자들의 뇌리에 항상 그려져 있어야만 한다고 본다. 그 이유는 “Ethernet-APL”의 하드웨어 구성도이기 때문이다. 일반 필드버스 통신은 OSI 7 Layer 중 물리계층에서 주로 사용되었다. APL 역시 물리계층을 사용하지만, 일반 필드버스와는 용도가 좀 다르다. 일반 필드버스는 상기 필드버스 약사에서 보듯이 한국에서 KS 표준으로 최종 낙점한 산업용 이더넷(필드버스) 표준의 종류가 1개가 아니고 6개나 되며, 국가기술표준원에서 산업용 이더넷(필드버스) 표준을 KS 표준 규격으로 승인하기까지 약 20년 이상의 시간이 소요되었다. 엄밀하게 말하면, 단일 표준이 아닌 멀티 표준이란 이야기다. 표준은 단 하나의 유일 표준이어야 그 가치가 높다.

3) Ethernet-APL이 단일 표준이기 때문에  야기되는 국내외의 빅 Process 계장 시장
“Ethernet-APL”은 자동화 분야의 일반 필드버스와는 달리 오직 프로세스 계장 분야 한 곳에서만 유일하게 사용되며, 처음 시작부터가 하나의 표준을 목표로 출범함으로써 IEC 국제표준으로써 헷갈릴 일이 전혀 없다. 세계적으로 유일한 표준으로 시작한 “Ethernet-APL” 표준은 표준이 폐기되는 그날까지 유일하게 사용해야만 하는 책임과 의무가 따른다. 어찌 이것이 6종이나 되는 산업용 이더넷(필드버스) KS 멀티 표준에 비교가 될 것인가? 출발 자체가 전용 통신으로 Process 계장만을 위한 세계에서 하나밖에 없는 산업용 이더넷 표준인 것이다. 필드버스에서 진일보한 것이 바로 “Ethernet-APL” 표준이다. APL을 요약하면, 순수한 이더넷 기능에 몇 가지 장점을 얹어 놓은 기술로 보면 이해가 쉽다. 특히 IEEE가 주도하는 802.3cg를 기반으로 하기로 모두 합하여 결정했다. Process 계장 현장의 온도/압력/유량/레벨/중량 등의 센싱에서부터 시작하여 마지막 상위 쪽에는 클라우드에 이르기까지 사용이 가능한 프로세스 산업의 요구사항을 위해 특별히 2022년까지 약 2년간의 개발 기간이 필요하고, ABB, SIEMENSE, Rockwell Automation, EMERSON, YOKOGAWA 등 위에 로고 리스트에 소속된 세계 12개 DCS 및 Field Instrument Maker들이 한데 뭉쳐 21세기 Process 계장 분야가 2022년부터 약 1,000억 달러의 세계시장의 오픈과 더불어 1조 원대에 달하는 한국의 Process 계장 시장이 활짝 열림에 우리는 목격자가 되어야 하며, 모두 이 시장에 뛰어들 준비를 지금부터 해야만 한다.
 4) “Ethernet-APL”의 개념
고급이란 뜻의 Advanced[고급]+Physical Layer[물리계층] = APL[Advanced Physical Layer(고급물리계층)]이라는 용어가 “Ethernet-APL”인데, 여기서 중요한 사실은 고급물리계층의 본질은 그 바탕이 이더넷(Ethernet)이란 사실이다. “Ethernet-APL”이 고급물리계층(Advanced Physical Layer)일 수밖에 없는 이유는 다음과 같은 8개 항목 때문이다.

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5) 물리계층이 갖추어야 할 고급 조건 8개 항목
① “Ethernet-APL”은 프로세스 계장 산업에서 잘 알려진 트렁크 및 스퍼 토폴로지를 사용하며, 트렁크 최대 길이는 Zone 1, Div 2 지역에서는 1000m 장거리 통신이 가능하며, 최대 스퍼 길이는 Zone 0, Div 1지역에서 200m로 지정이 된다.
② APL은 IEEE 802.3cg[1]에 정의된 10BASE-T1L 기반의 특정 단일쌍 이더넷이며, 고속의 장거리 통신이 가능하고, 통신 거리는 1,000m이어야 한다. 단일 트위스트 페어(2선) 인터넷 Cable로 전원과 이더넷이 동시에 공급되는 인터넷 케이블이어야 한다. (현재의 인터넷선은 전원 따로, 파워 따로 공급되는 형태) 인터넷선과 파워선이 분리되어 있는 형국. APL은 인터넷선과 전원선이 하나의 동축에 들어 있다는 것이다. 다시 말하면, 인터넷선 한 가닥에 파워와 이더넷이 함께 들어 있는 통합선이라는 말이다.
③ “Ethernet-APL” 통신은 트위스트 페어 케이블을 통해 전송되는 10Mbit/s의 전이중 통신망이다.
④  위험지역(Hazardous Area) 내 전원 및 통신 신호를 공급해야 하므로 Area 2 및 Class 1 div. 2 인증을 반드시 받아야 한다.
⑤ 본질안전(Intrinsic Safety) 인증도 받아야 한다.
    사용  승인을 위한 보호 조치로 몇 가지 고급 사양이 추가된 모양새다. Ethernet-APL은 까다로운 산업 응용 분야를 위해 특별히 설계된 이더넷 표준의 일부이기 때문에 높은 수준의 견고성을 제공해야 하며, 안정성에서도 높은 수준의 유지가 필수이다. 특히 Process 계장 시설이 2백만 평에서 3백만 평의 넓은 지역에 분산되어 있어 폭발 위험이 내재된 석유 또는 석유화학공장 같은 곳은 완벽한 본질안전 조건이 각 요소요소에 내재되어 있어야만 안전을 담보할 수 있다.
⑥ 모든 IT 네트워크에 대한 투명한 연결을 추진한다.
⑦ 기존 2선식 필드버스 케이블의 재사용이 가능하도록 한다.
⑧ NAMUR Open Architecture(독일의 프로세스
     자동화 유저 그룹)에서 인정하는 산업 사물인터넷(IIoT)이 가능해야 하며, 평가는 제어실(CCR룸)과 현장을 포함하여 이더넷 통신이 가능해야 한다.

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6) APL(Advanced Physical Layer)의 구조(Structure)
“Ethernet-APL”은 물리적 계층이기 때문에 다른 프로토콜 또는 통신 스택과는 독립적이며, Process 계장에서 광범위하게 적용되도록 설계되었다.
다음은 APL (Advanced Physical Layer)의 구조이다. 여기에 ODVA의 EtherNet/IP, HART-IP, OPC-UA, PROFINET, http 등  OSI 7 Layer 중 Presentation 영역에 들어 있다. 또 맨 밑, Physical Layer 좌측엔 일반 Ether net, FAST Ethernet, Gigabit Ethernet, WLAN과 우측의, Protocol 난에는 Ethernet-APL이 물리적 계층에 들어 있는 구조이다.

7) APL을 기본으로 한 이더넷(Ethernet as basis for APL)
5)에 8개 항목으로 설명했으나, 다시 자세히 설명을 부연하자면, “Ethernet-APL”은 IEEE 802.3cg[1]에 정의된 10BASE-T1L 기반의 특정 단일쌍 이더넷이며(인터넷과 파워가 동시에 공급되는), Process 계장 산업에 대한 추가 조항이 있다. Ethernet-APL 통신은 IEEE 802.3 이더넷 사양의 일부이며, IEEE 802.3은 ODVA의 프로토콜이다. 따라서, Ethernet-APL과는 완전히 호환된다. Ether net-APL 통신은 트위스트 페어 케이블을 통해 전송되는 10Mbit/s 전이중 통신이다. Process 계장 산업에서 널리 사용되는 잘 알려진 트렁크 및 스퍼 토폴로지를 포함하여 모든 주요 네트워크 토폴로지를 지원할 수 있다. Ethernet-APL은 특히 Process 계장 및 기타 산업의 까다로운 요구사항에 따른 여러 가지 향상된 기능을 통합하고, 아울러 본질안전(Intrinsic Safety) 전원공급장치와 위험지역(Hazardous area) 보호를 위한 포트 프로파일을 추가했다. 

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8) 본질안전(Intrinsic Safety) 및 포트 프로파일 사양(Port profile specifications)
본질안전(Intrinsic Safety)은 프로세스 계장의 필수 조건으로 프로세스가 있는 현장의 폭발을 방지할 수 있는 유일한 대책이다. 점화 원인이 되는 에너지, 전기 및 열을 제한하여 위험지역에서 전기 장비를 안전하게 작동하기 위한 보호 기술이다. 저전류 및 전압으로 작동할 수 있는 신호 및 제어회로에서 본질안전 접근 방식은 회로를 단순화하고, 다른 보호 방법에 비해 설치 비용을 줄일 수 있다. 석유화학공장 및 광산과 같은 응용 분야에서 위험한 가연성가스 또는 먼지가 집중된 영역에서 안전성을 위협한다. 폭발 위험지역에서 장비를 안전하게 사용하기 위한 여러 가지 방법 중 본질안전(ATEX 및 IECEx 폭발 분류에서 “i”로 표시)은 전기 장비에 사용할 수 있는 몇 가지 방법 중 하나라고 말할 수 있다. 본질안전은 화학/석유화학공장 등의 폭발 위험지역에서 현장 계측기를 제어하고, 전력을 공급하기 위해 요구되는 전 세계 프로세스 계장 산업에서 특히 중요한 비중을 차지한다. 이러한 이유로 옵션의 본질상 안전은 Ethernet-APL 통신 표준의 정의에 완전히 부합되고, 기술 사양 IEC TS 60079-47 ED1[3]에서 본질안전2, 와이어 이더넷을 정의해야 한다. Ethernet-APL표준의 일부에는 다양한 응용 시나리오에서 상호 운용성을 위한 포트 프로파일 정의가 포함된다. 여기에는 세그먼트 유형, 트렁크-트렁크 포트(Trunk -to-trunk port)와 스퍼-투-스퍼 포트(Spur-to-spur port)를 구별하는 것이 포함된다. 다른 사양은 차별화된 전력 특성을 나타낸다. 즉, 소스 로드(Source-to-load) 및 비(非)전원 포트(Unpowered-to-unpowered ports)처럼, 또 다른 조항은 전력 등급의 정의이다. 여기에는 본질안전 전원공급장치의 최대 공급 전압(Intrinsically safe power supply) 및 공급 전류 제한이 포함된다. 포트 프로파일 사양에 지정된 추가 주제는 배선 규칙, 터미널 및 커넥터에 대한 핀 할당, 차폐 및 접지 규칙이다.