Und wie mit TSN?
Bild 5: Grafik (Quelle: Harting)
TSN, sprich Time Sensitive Network, ist ein Paket an neuen IEEE-802.1-Mechanismen, um das heutige Standard- Ethernet deterministisch, also berechenbar, zu machen. Diese Mechanismen sind, wie auch die Industrial-Ethernet-Protokolle, in den oberen Netzwerkschichten angesiedelt. Damit passen beide Technologien perfekt zusammen. Einpaariges Ethernet wird zusammen mit den TSN-Mechanismen mit Fokus auf die zukünftigen Fahrzeugnetzwerke als Ersatz für den CAN-Bus entwickelt. Somit kann man zukünftig von einer großen Basis von entsprechenden Chipsätzen zu schnell fallenden Preisen ausgehen. Aus meiner Sicht wird sich hier wie beim CAN-Bus die Geschichte wiederholen. Single Pair Ethernet und TSN werden aus dem Anwendungsbereich im Fahrzeug mit den sehr hohen Sicherheitsanforderungen sehr schnell in weitere Anwendungen, wie beispielsweise in die Automatisierung und die Robotik, wandern.
Die Kombination TSN, OPC UA und Single Pair Ethernet könnte die Automatisierungstechnik deutlich voranbringen. Wie sehen Sie das? Was ist der realistische zeitliche Horizont dafür?
Die Potenziale der Kombination von TCN und OPC UA wurden ja bereits am Markt erkannt und namenhafte Firmen aus der Automatisierungstechnik haben auf der Fachmesse SPS IPC Drives im November 2016 dazu ein eindrucksvolles Statement abgegeben. Nimmt man die Single-Pair-Ethernet-Technologie in diese Betrachtungen hinzu, kann der lang gehegte Wunsch vieler Anwender eines einheitlichen und durchgehenden Kommunikationsstandards endlich Realität werden. Der Weg dahin ist sehr herausfordernd – aber auch sehr vielversprechend. Realistisch und optimistisch betrachtet erwarte ich erste Produkte im Automatisierungsumfeld nicht vor 2019/20.
Fazit
Die Vorteile, mittels nur einem verdrillten Adernpaar Ethernet mit Gigabit-Übertragungsgeschwindigkeit zu übertragen und die Geräte gleichzeitig mit Strom zu versorgen, sind vielfältig und genial. Die heute noch offenen Fragen, wie die Normung der T1-Verbindungstechnik und offene Verkabelungsstandards, sind identifiziert und bereits in Arbeit. Auch das Angebot für die notwendigen PHY-Chipsätze wird sich, insbesondere unter dem Einfluss der Automobilindustrie, schnell erhöhen und zu günstigen Kosten verfügbar sein. Damit können die beiden Lebensadern Daten und Power bis zu einem Leistungsbereich von aktuell 50 W mit einem Adernpaar realisiert werden. Unter dem Einfluss der Digitalisierung werden Signale direkt im Sensor digital umgewandelt. So deckt SPE zukünftig für eine Vielzahl von Sensoren und Aktoren die heute noch vielfach getrennten einzelnen Lebensadern – Daten, Signal und Power – in einem Adernpaar ab. Mit TSN wird auch das Problem des fehlenden Determinismus von Ethernet beseitigt.
Damit ist SPE das Mittel der Wahl, um die heute noch durch Feldbusse dominierte Feldebene mit Ethernet zu erschließen. Neben einfacherer Verkabelung und Verbindungstechnik entfallen dann die störenden Schnittstellen und Gateways. Durch das dann einheitliche Netzwerkprotokoll ist kein Spezialwissen für Feldbussysteme mehr erforderlich und Engineering, Installation und Wartung dieser Netzwerke vereinfachen sich enorm (Bild 4). In absehbarer Zukunft könnte es heißen: „Ein Paar ist genug!“