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Industrielle Verbindungstechnik

Wie sieht das Industrial Ethernet von morgen aus?

4. Juli 2016, 10:13 Uhr | Corinna Puhlmann-Hespen

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Industrial Ethernet von morgen, Teil 2

Nach dem Vorbild der Automobil-Industrie

Richtig in Gang gekommen ist Ein-Leitungspaar-Ethernet 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 zugrunde gelegt. Sie 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 beispielsweise 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.

Die Industrie versucht nun, diese Ansätze aus der Automobilindustrie zu nutzen, um praktikable und kostensparende Verkabelungssysteme auf Basis von T1 zu entwickeln. Dabei werden Verkabelungslösungen auf Basis des von IEEE bereits standardisierten 40 m T1 Kanals für industrielle Anwendungen entwickelt. Diese bestehen aus T1 Kabeln und neuen T1 Verbindern. Des Weiteren geht es auch um x100 m bzw. 1000 m. Der Schwerpunkt der Übertragungsgeschwindigkeit liegt hier bei 100 MBit/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.

Das neue Ethernet-Protokoll T1 über 1000 m für die Automatisierung muss erst noch definiert werden. Entsprechend sind dafür bisher auch noch keine Kabel und Steckverbinder auf dem Markt.

Wie sieht der künftige Steckverbinder aus?

Nach derzeitiger Einschätzung wird es sich um eine geschirmte Lösung handeln, die auf 100 Ohm Wellenwiderstand basiert – und es wird einen neuen einpaarigen Steckverbinder geben. Dieser Steckverbinder sollte einen hohen IPx-Schutzgrad aufweisen, eine kleine Bauform haben und einfach und sicher im Feld montierbar sein. Gleichzeitig werden auch entsprechende PCB-Versionen benötigt, die in Feldgeräte und insbesondere in die Sensor/Aktor-Technik integriert werden müssen. Zusätzlich zu Steckverbindern sind Anschlusstechniken auf Klemmen-Basis vorstellbar, da viele Gerätehersteller und Anwender im Sensor/Aktor-Bereich damit vertraut und zufrieden sind.