Bei Autos und anderen Fahrzeugen sowie Flugzeugen handelt es sich um geschlossene Systeme. »Anders als im Büro, wo Geräte an- und abgekoppelt werden, bleibt die Anzahl der Geräte und die Netzwerktopologie statisch«, formuliert Plankensteiner. »Auf dieser Basis lässt sich das Zeit- und Lastverhalten des Netzwerks genau vorherbestimmen. Dies ist der Kernansatz des Echtzeit-Ethernet-Systems TTEthernet, wobei bei TTEthernet dynamisch ohne Probleme Standard-Ethernet-Knoten hinzugefügt werden können.«
TT steht für Time-Triggered (zeitgesteuert), was bedeutet, dass zeitkritische Nachrichten nach einem genauen Zeitplan über das Netzwerk transportiert werden. »Auf diese Weise lässt sich TTEthernet auch für die höchste Sicherheitsklasse einsetzen, bei der Menschenleben von der zuverlässigen Funktion eines Systems abhängen können«, hebt Plankensteiner hervor.
Darüber hinaus ist TTEthernet offen für alle bekannten Protokolle, die auf klassischem Ethernet beruhen. »Über ein und dasselbe Netzwerk lassen sich also Web-Anwendungen, IP-Sprache, Telemetriedaten, Multimedia-Streams und Diagnoseinformationen übertragen«, stellt Plankensteiner klar. »Zeit- und sicherheitskritische Daten haben aber immer absoluten Vorrang.«
TTEthernet ist für die reibungslose parallele Übertragung von Daten mit harten, weichen oder auch keinen Echtzeitanforderungen sowie nach unterschiedlichen Sicherheits- und Verfügbarkeitskriterien geschaffen. Weil es die Daten durchgängig kollisionsfrei sendet und empfängt, nutzt es die Bandbreite von Ethernet optimal aus.
Bei TTEthernet werden drei Kommunikationsklassen unterschieden:
TTEthernet lässt sich Plankensteiner zufolge als Erweiterung bestehender Ethernet-Systeme sehen: »Es beruht auf IEEE-802.3-Ethernet und ergänzt es um zeitgesteuerte und rate-constrained-Mechanismen«, sagt er. »Dies ermöglicht nicht nur eine problemlose Migration von Standard-Ethernet-Anwendungen, sondern auch die Nutzung bereits verfügbarer, kostengünstiger Ethernet-Controller.« Auch die Unabhängigkeit von der konkreten Implementierung eines Physical Layers sei damit gegeben.
TTEthernet dient unter anderem als Backbone-System im NASA-»Orion«-Raumschiff, dem Nachfolger des Space Shuttle. Ein weiteres typisches Anwendungsgebiet sind laut Plankensteiner hochverfügbare Systeme, bei denen ein Ausfall mit hohen Kosten verbunden ist. Das sind beispielsweise Safety-Management-Systeme oder Offshore-Windkraftanlagen. Darüber hinaus wird TTEthernet in einer Reihe von Aerospace-Projekten eingesetzt, und es gibt Interesse aus der Medizintechnik und verwandten Bereichen, die vor ähnlichen Anforderungen wie die Automobil- oder Luftfahrtbranche stehen: Hohe Verfügbarkeit, zeitliche Präzision und unterschiedliche Dienste auf einem einheitlichen, kostengünstigen, standardisierten Netzwerk.
Vor allem bei höherem Bedarf an Bandbreite bieten sich Plankensteiner zufolge Ethernet-Lösungen an, die 100 MBit/s und potenziell auch mehr unterstützen können: »Weil die Anwender ein möglichst einheitliches Kommunikationsprotokoll mit großem Wiederverwendungspotenzial wünschen, wird Ethernet vermehrt Einzug in Anwendungen mit hohen Anforderungen an Verfügbarkeit und Sicherheit von Systemen halten, was zusätzliche Flexibilität, Kosteneffizienz und die reibungslose Kombination mit anderen Bussystemen ermöglicht«, sagt er.
Die genannten Kommunikationsklassen von TTEthernet entsprechen laut Plankensteiner voll den Anforderungen an ein solches Netzwerk: »Auf diese Weise öffnet TTEthernet den Einsatz von Ethernet für alle Anwendungsbereiche«, führt er aus. »Von klassischen Web-Services bis zu zeit- und sicherheitskritischen Steuerungssystemen stellt das Netzwerk alle dafür nötigen Dienste zur Verfügung.« Durch die Unterstützung von Standard-Ethernet lassen sich bestehende Ethernet-Netzwerke leicht in ein TTEthernet-Netzwerk migrieren: »Die Netzwerke sind mit TTEthernet-fähigen Switches und Endgeräten schrittweise in Richtung zeit- und sicherheitskritischer Kommunikation erweiterbar«, resümiert Plankensteiner. »Änderungen an bestehenden Anwendungen sind nicht erforderlich.«