2-Leiter-Ethernet für Profinet

Während die IEEE mit TSN eine Reihe von neuen Standards für Ethernet ab Layer 2 bereitstellt, hat die IEEE auch ein Projekt für einen neuen Ethernet-Layer-1-Standard gestartet. Die heutigen Ethernet-Standards, wie 100/1.000­Base-T, erfüllen nicht alle Anforderungen zur Anbindung der Prozesssensorik bzw. -aktorik im Feld, zu denen insbesondere eine 2-Leiter-basierte Kommunikation für größere Distanzen für bis zu 1.000 m Segmentlänge sowie eine Energieversorgung der Sensorik bzw. Aktorik auf dem 2-Leiter-Anschluss parallel zur Kommunikation gehören.

Die 802.3cg Task Force der IEEE hat das Ziel, einen Standard für eine Datenrate von 10 Mbit/s für Full-Duplex-Kommunikation über eine 2-Draht-Leitung zu entwickeln, der über dieselben Adern optional eine Energieversorgung der angeschlossenen Endgeräte erlaubt (Power over Data Line). Auf Basis des IEEE-Standards haben Asic-Hersteller die Entwicklung von Ethernet PHY für die Prozessindustrie gestartet.

Die Besonderheiten eines Explosionsschutzes, welche in der Prozessautomatisierung in vielen Einsatzbereichen eine Schlüsselrolle spielen, werden allerdings in der IEEE nicht berücksichtigt. Daher hat PI in Kooperation mit den beiden Organisationen ODVA [3] und Fieldcomm Group [4] sowie mit elf Industriepartnern das Projekt Advanced Physical Layer (APL) aufgesetzt, mit dem Ziel, eine Lösung für solche entsprechende Erweiterungen für IEEE 802.3cg unter Berücksichtigung der Anforderungen der Namur zu erarbeiten.

Eine weitere wichtige Kernaufgabe des APL-Projektteams ist es, die Voraussetzungen und Maßnahmen für Inter­operabilität von APL-Komponenten zu definieren. Hierzu gehört auch die Spezifikation einer eigensicheren Kommunikation und eine Versorgung mit dazugehörigen Profilen, sodass Industrial-Ethernet-Feldgeräte in explosionsgefährdeten Bereichen bis Zone 0 bzw. Class I/Division 1 eingesetzt werden können, sowie die Festlegung von Kriterien zur Bewertung der Konformität der Geräte zur Spezifikation (Bild 2).