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Infrastruktur von morgen

Welche Verbindungstechnik benötigt Industrie 4.0?

14. März 2016, 9:17 Uhr | von Rainer Schmidt, Harting*

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

T1-Ethernet nach dem Vorbild der Automobil-Industrie

Ethernet Over Long Distances

Zur Implementierung von Ethernet in die Sensor/Aktor-Ebene und gerade auch für Anwendungen, die große Entfernungen zu überbrücken haben, zum Beispiel in der Prozessautomatisierung sowie auch zur Erschließung langer Wege in Tunneln oder entlang von Trassen und Pipelines, werden Use Cases für EOLD (Ethernet Over Long Distances) erstellt und technische Lösungen auf Basis von Ein-Leitungspaar- bzw. Doppelader-Ethernet (T1) vorbereitet.

Richtig in Gang gekommen ist T1 durch eine Initiative der Automobilindustrie, die für ihre Fahrzeuge eine einfache Ethernet-Verkabelung gesucht hat. Für den PKW werden Leitungslängen von bis zu 15 m zu Grunde gelegt. Diese sollen mittels ungeschirmter Technik (UTP = Unshielded Twisted Pair) mit einfacher Verbindungstechnik für 100 MBit/s bzw. auch für 1 GBit/s realisiert werden.

Für größere Fahrzeuge wie Busse oder LKWs wird mit maximal 40 m Leitungslänge kalkuliert. Gerade bei Busse im Öffentlichen Personennahverkehr hat man es heute schon mit bis zu 40 unterschiedlichen Diensten zu tun, die sich über Türsteuerungen, Fahrgastinformationssystemen bis hin zu Passagier-Zähleinrichtungen erstrecken, die für die Betreiber notwendig sind, um z.B. ihre Leistungen in einem Verkehrsverbund quantifizieren zu können. Solche Lösungen sollen über geschirmte Leitungen (STP = Screened Twisted Pair) für 100 MBit/s oder auch 1 GBit/s realisiert werden.

T1-Ethernet nach dem Vorbild der Automobil-Industrie

Die Industrie versucht nun, diese Ansätze aus der Automobilindustrie zu nutzen, um praktikable und kostensparende Verkabelungssysteme auf Basis von T1 zu entwickeln. Statt um 15 m oder 40 m geht es allerdings um x100 m bzw.1.000 m. Der Schwerpunkt der Übertragungsgeschwindigkeit liegt auch hier bei 100 MBit/s bzw. 1 GBit/s mit der Option von 10 Mbit/s für die 1000 m. Dazu kommen dann die bekannten Forderungen nach Echtzeit und Determinismus.

Gelingt eine solche Entwicklung und lassen sich die IEEE-Aktivitäten dazu starten, die notwendig sind, um entsprechende Schaltkreise für die Interfaces (Schnittstellen einschließlich Leitungsanpassung und Kodierung) zu realisieren, wird Ethernet alle Anforderungen von IT und Automatisierungstechnik mit unterschiedlichen, aber größtenteils abwärtskompatiblen Protokollen und Verkabelungsstandards bedienen können.