Deterministisches Verhalten mit Standard-Ethernet
Fast Track Switching für die Automatisierung
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
Integration von Fast Track Switching
Da es sich bei Fast Track Switching um ein völlig neues Verfahren handelt, das von herkömmlichen Switching-Chips nicht unterstützt wird, war es erforderlich, hierfür ein spezielles Switching-IC zu entwickeln. Die bekannte Switching-Struktur mit »Store and Forward« und »Media Access Control«-Block wurde um die »Fast Track Switching«-Funktionen erweitert (Bild 3). Hierzu zählen:
- Identifizierung der Automatisierungstelegramme schon in der Hardware,
- Weiterleiten dieser erkannten Protokolle im Cut-through-Verfahren,
- Überholen von ITProtokollen.
Derzeit werden Switches mit zehn 10/100-Mbit/s-Ethernet-Ports realisiert. Zusätzlich werden Geräte mit zwei 1-Gigabit-Ethernet-Ports für die Infrastuktur-Verbindungen (Backbone) zur Verfügung stehen. Die Switches beinhalten die Hardware-Unterstützung für alle gängigen Management-Funktionen. Damit sind die Geräte »full managed« und »von außen« vergleichbar mit den heute üblichen Managed Switches. Die Switches bieten aber mit dem »Fast Track Switching«-Modus zusätzlich eine deterministische Übertragung.
Da es sich bei Fast Track Switching um ein völlig neues Verfahren handelt, das von herkömmlichen Switching-Chips nicht unterstützt wird, war es erforderlich, hierfür ein spezielles Switching-IC zu entwickeln. Die bekannte Switching-Struktur mit »Store and Forward« und »Media Access Control«-Block wurde um die »Fast Track Switching«-Funktionen erweitert (Bild 3). Hierzu zählen:
- Identifizierung der Automatisierungstelegramme schon in der Hardware,
- Weiterleiten dieser erkannten Protokolle im Cut-through-Verfahren,
- Überholen von ITProtokollen.
Derzeit werden Switches mit zehn 10/100-Mbit/s-Ethernet-Ports realisiert. Zusätzlich werden Geräte mit zwei 1-Gigabit-Ethernet-Ports für die Infrastuktur-Verbindungen (Backbone) zur Verfügung stehen. Die Switches beinhalten die Hardware-Unterstützung für alle gängigen Management-Funktionen. Damit sind die Geräte »full managed« und »von außen« vergleichbar mit den heute üblichen Managed Switches. Die Switches bieten aber mit dem »Fast Track Switching«-Modus zusätzlich eine deterministische Übertragung.
Die Systemlandschaft mit Fast Track Switching
In der Vergangenheit waren Office-IT und das Automatisierungs-Netzwerk separiert. Heute wird mit Fast Track Switching eine durchgängige Systemlandschaft möglich. Die Automation-IT-Systemlandschaft etwa arbeitet in allen Netzwerk-Ebenen mit Standard-Ethernet (Bild 4). Durch die konsequente Beschränkung auf Standard-Ethernet können dort alle Geräte mit Ethernet-Schnittstelle integriert werden. Automatisierungsprofile, die kompatibel zu Ethernet sind, erfahren durch Fast Track Switching eine Steigerung der Systemleistung.
Die Schlüsselkomponenten hierzu sind Switches mit »Fast Track Switching«-Bausteinen. Damit steht allen Anwendungen auf der Feldebene von Safety (Maschinensicherheit) bis hin zur schnellen I/O-Kommunikation eine Automation-IT-Kommunikationsplattform zur Verfügung.
Autor:
Andreas Huhmann ist Inhouse Consultant Strategy Connectivity and Networks der Harting KGaA in Espelkamp. Er entwickelt Strategien für die Felder »Installation Technology«, »Device Connectivity« und »Automation IT«. Zusätzlich leitet er die Arbeitsgruppe für passive Netzwerk-Komponenten der Profibus-Nutzerorganisation (PNO), in der die Standards für die Verkabelung von Profinet entstanden sind. Eine seiner derzeitigen Herausforderungen besteht darin, Strategien für die Konvergenz von Netzwerken für Industriegebäude und Automatisierung zu entwickeln, sowohl bei der Verkabelung als auch bei den aktiven Netzwerk-Komponenten.
- Fast Track Switching für die Automatisierung
- Deterministisches Verhalten gefordert
- Vergleich der Switching-Technologien
- Integration von Fast Track Switching
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