Die Transformation als Konstante
50 Jahre Ethernet – eine Bilanz
Ethernet wird in diesem Jahr 50 Jahre alt. Alexander Matt, Teamleiter Product Management Prime Cube bei Schubert System Elektronik, gratuliert zum Geburtstag und zieht Bilanz.
Wie kein anderes Übertragungsmedium gewann das Ethernet einen revolutionären Einfluss auf die Entwicklung der industriellen Kommunikation und etablierte sich als unentbehrliche Grundlage für moderne Kommunikationssysteme. 1973 wurde am Xerox PARC (Palo Alto Research Center) in einem ersten Dokument die Idee des Ethernet als passives Netz für elektromagnetische Wellen festgehalten. Sein Erfinder war Robert Metcalfe. Die Entwicklung dauerte mehrere Jahre und führte 1975 zu einem ersten Patent.
Anfang der 1980er-Jahre musste das Ethernet mit Token Ring und Token Bus konkurrieren, konnte sich aber zur Vernetzung von Computern durchsetzen. Ethernet sicherte den Erfolg des Internets und legte die Grundlage für das heutige Web. Im Laufe der Zeit hat sich Ethernet weiterentwickelt, wobei auch die Bandbreite immer weiter erhöht wurde. Mit Industrial Ethernet setzte die Schnittstelle ihren Siegeszug auch in der Industrie fort. 2010 begann der SSE-Mutterkonzern Gerhard Schubert, einen Ethernet-basierten Feldbus in seine Verpackungsmaschinen zu integrieren. Zusammen mit SSE konnte die neue Maschinengeneration 2013 in die Serie überführt werden. Jetzt feiert Ethernet 50 Jahre.
Seit den 1990er-Jahren ermöglicht die Ethernet-Schnittstelle, dass Unternehmen ihre Netzwerke auf einfache, kostengünstige Weise verbinden können. Zuvor waren in der Industrie viele unterschiedliche Bussysteme und proprietäre Ansätze verbreitet, die es erschwerten, eine Interoperabilität zwischen verschiedenen Geräten und Herstellern zu erreichen. Spätestens mit der Einführung der ersten Personal Computer in der Fertigung sowie in Maschinen und Anlagen wurde diese Vielfalt an unterschiedlichen Technologien immer mehr zu einer Herausforderung, und der Bedarf an einer schnellen Übertragung größerer Datenmengen an viele Teilnehmer über ein einheitliches Medium nahm zu. Daher kann die Bedeutung der Ethernet-Schnittstelle in der Industrie kaum überschätzt werden.
Wichtigste Auswirkungen auf die Industrie:
Vernetzung: Mit der Ethernet-Schnittstelle wurde die Möglichkeit geschaffen, verschiedene Geräte wie HMI, Sensoren und Steuerungssysteme miteinander zu vernetzen. Dadurch wurden die moderne Automatisierung und das IoT erst ermöglicht. Unternehmen waren in der Lage, ihre Prozesse zu optimieren, die Effizienz zu steigern und neue Geschäftsmöglichkeiten zu erschließen.
Datenübertragungsgeschwindigkeit: Im Laufe der Jahrzehnte wurden enorme Fortschritte in Bezug auf Geschwindigkeit und Bandbreite realisiert. Von den ursprünglichen knapp 3 Mbit/s in den 1970er-Jahren bis hin zu den heutigen 400 Gbit/s ermöglicht Ethernet die schnelle und zuverlässige Übertragung großer Datenmengen in Echtzeit. Dies ist besonders wichtig in Industriezweigen wie Fertigung, Logistik und Telekommunikation, in denen Echtzeitinformationen entscheidend sind.
Skalierbarkeit: Ethernet ermöglicht es Unternehmen, ihre Netzwerke an ihre spezifischen Anforderungen anzupassen. Durch den Einsatz von Switches und Routern lässt sich die Netzwerkinfrastruktur problemlos erweitern, um neue Geräte und Standorte einzubinden. Darüber hinaus ermöglicht Ethernet eine nahtlose Integration drahtloser und kabelgebundener Netzwerke, was die Flexibilität und Mobilität in der Industrie weiter erhöht.
Für die vernetzte Welt, wie wir sie heute kennen, hat die Ethernet-Schnittstelle die Grundlage geschaffen. Der technologische Fortschritt und die digitale Transformation wären ohne die gesteigerte Effizienz, die verbesserte Kommunikation und die Möglichkeit zur Schaffung neuer Geschäftsfelder undenkbar.
Mit der Ethernet-Schnittstelle hat es die Kommunikationstechnik-Industrie immer wieder geschafft, sich neuen Herausforderungen zu stellen und Antworten zu finden. Die Echtzeitfähigkeit und die Umsetzung von Feldbus-Protokollen auf dieses Medium waren solche Herausforderungen, die mit der Einführung des ISO/OSI-Referenzmodells als Industrial Ethernet gelöst werden konnten. In den Nullerjahren wurde mit Profinet der erste Feldbus auf Industrial-Ethernet-Basis vorgestellt. 2005 folgte dann der Sercos-III-Bus, der ebenfalls erfolgreich auf das Medium integriert wurde.
»Ab 2010 begann auch unser Mutterkonzern Gerhard Schubert, Sercos III in seine neue Steuerungsgeneration für Verpackungsmaschinen zu integrieren«, erinnert sich Tobias Ott, Team Leader Embedded Software. »Die Entwicklung der Hard- und Firmware der UNI5 startete bei Schubert System Elektronik 2011 und wurde 2013 erfolgreich in die Serie eingeführt.«
Aber auch die heutigen Sicherheitsstandards konnten durch die Implementierung von Verschlüsselung, Authentifizierung und Zugriffskontrollen mit der Ethernet-Schnittstelle erreicht werden; sie sorgen für den Schutz vor unbefugten Zugriffen und sichern sensible Informationen ab.
Bei der Auflösung der klassischen Automatisierungspyramide hin zu einer bis zum kleinsten Teilnehmer vernetzten Maschine und beim Fortschreiten der IoT-Vernetzung wird die Ethernet-Schnittstelle eine entscheidende Rolle spielen und auch die Grundlage für zukünftige Innovationen bilden. Mit der Einführung von Terabyte-Netzen oder 5G wird Ethernet weiterhin eine treibende Kraft sein, und seine Bedeutung in der industriellen Landschaft wird weiterhin wachsen.
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