Deterministisches Verhalten mit Standard-Ethernet
Fast Track Switching für die Automatisierung
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Vergleich der Switching-Technologien
Ein Netzwerk mit 16 Switches in Linientopologie zeigt, welchen Einfluss die unterschiedlichen Switching-Verfahren auf das deterministische Verhalten haben.
Store and Forward Switching
Ist das Netzwerk völlig unbelastet, dann bestimmen die Ethernet-Datenübertragungsrate von 100 Mbit/s, die Telegrammlänge (64 byte Minimum) und die Switch-Latenzzeiten (4 μs) die Telegrammlaufzeit. Im o.g. Beispiel betragen die minimalen Telegrammlaufzeiten etwa 160 μs. Steigt die Last im Ethernet-Netzwerk an, so kommt es zu Verzögerungen am Eingangs-Port und zu Staus am Ausgangs-Port. Verlässt beispielsweise ein sehr langes Telegramm (1500 byte) einen Ausgangs-Port auf der oben genannten Strecke und gleichzeitig soll ein Automatisierungstelegramm hoher Priorität den Switch auf gleichem Port verlassen, so muss das Automatisierungstelegramm im ungünstigsten Fall 125 μs auf die Freigabe des Ports warten (Bild 1 ).
Dieser Vorgang kann sich auf der Strecke wiederholen, die Verzögerungszeit für das Automatisierungstelegramm kann sich dabei bis zu mehreren Millisekunden aufaddieren. Die Wahrscheinlichkeit, dass dieser unerwünschte Effekt eintritt, wächst mit der Last im Netzwerk.
Fast Track Switching
Fast Track Switching weist keine Schwankungsbreite der Telegrammlaufzeiten auf. Die garantierte Telegrammlaufzeit beträgt bei 16 an der Übertragung beteiligten Switches 120 μs (Bild 2 belegter Port). Fast Track Switching garantiert ein deterministisches Verhalten und ist somit für die Automatisierung geeignet. Dabei wird mit der Verwendung der »Fast Ethernet«-Variante eine Telegrammlaufzeit erreicht, die deutlich unterhalb der Zykluszeit heutiger Feldbusse liegt.
- Fast Track Switching für die Automatisierung
- Deterministisches Verhalten gefordert
- Vergleich der Switching-Technologien
- Integration von Fast Track Switching
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