TSN: eine Entwicklung für die Verbesserung des Ethernet

Mit innovativen, überaus nutzbringenden Funktionen bereitet TSN das industrielle Ethernet auf die Anforderungen der industriellen Kommunikation von morgen vor. Die Unternehmen wissen um das Potenzial und sind aktiv, um die TSN-fähigen Connected Industries der Zukunft Gestalt annehmen zu lassen.

Ein ganz wesentliches Merkmal von TSN ist – neben den offensichtlichen Vorteilen – die Kontinuität in Bezug auf die vorhandene Netzwerktechnologie. In der Tat eröffnet TSN ganz neue Möglichkeiten, allerdings durch die Weiterentwicklung des konventionellen Ethernet, ohne den Status quo grundlegend zu verändern. Die Unternehmen können daher nahtlos auf TSN-kompatible Industrial-Ethernet-Systeme umstellen. TSN ist nicht nur mit vorherigen Ethernet-Standards kompatibel, sondern kann auch mit zusätzlichen Lösungen kombiniert werden, die für herkömmliches industrielles Ethernet bereits verfügbar sind. An erster Stelle steht hier die Gbit-Bandbreite, die zur Unterstützung der immer höheren Datendurchsätze entscheidend ist. Nur so können zahlreiche Netzwerkgeräte und Automatisierungskomponenten über die konvergente Architektur miteinander verbunden werden. Weitere Vorteile der Kombination von TSN und Gbit-Ethernet sind kürzere Taktzeiten, höhere Präzision von Regelkreisen sowie die Fähigkeit zur Übertragung verschiedener Datenarten gleichzeitig im Netzwerk, einschließlich Videodaten von z.B. der Prozessüberwachung.

Die Endanwender sind bereit für TSN

Nicht nur für Maschinenbauer sind die zahlreichen Vorteile von TSN nicht zu übersehen, sondern auch für die Endanwender. Besonders attraktiv ist die Standardisierung und Vereinfachung von Protokollen, die die einheitliche Vernetzung aller Unternehmensbereiche ermöglicht. Voraussetzung für die erfolgreiche Implementierung von TSN ist eine Netzwerktechnologie, die auch die höheren Protokollebenen im OSI-Referenzmodell abdeckt und somit TSN-Applikationen unterstützt. Ein Beispiel hierfür ist das offene Industrial Ethernet CC-Link IE TSN. Darüber hinaus bedarf es geeigneter Hardware, die mit dieser Layer-2-Technologie arbeiten kann, wie die Large-Scale-Integration (LSI) R-IN32M4-CL3 von Renesas, die CC-Link IE TSN unterstützt. Der Support auf Treiberebene ist ebenfalls wichtig, da TSN-kompatible Echtzeitsysteme ein enges Zusammenspiel von Low-Level-Treibersoftware und Hardware erfordern. Um hierfür führende Lösungen zu entwickeln, müssen Automatisierungsanbieter zusammenarbeiten und Komponenten mit TSN-Funktionen liefern, die die Erwartungen und Bedürfnisse ihrer Kunden erfüllen. In diesem Zusammenhang ist die Mitgliedschaft in einem Partnernetzwerk wie der CLPA von großem Nutzen. Sie bietet ein Forum, in dem Lösungsanbieter zusammenkommen, um die Entwicklung und Konsolidierung essenzieller Automatisierungsprodukte voranzutreiben.

Ein Blick in die Zukunft der industriellen Kommunikation

Mehrere wichtige Meilensteine für den breiten Einsatz von TSN sind mittlerweile erreicht. Vor allem sind die IEEE 802.1-Standards, die diese Technologie definieren, nun vollständig und abrufbar. Außerdem sind die ersten Netzwerklösungen auf dem Markt: CC-Link IE TSN ist das erste offene Ethernet, das die Gbit-Bandbreite mit TSN-Funktionen kombiniert. Und nicht zuletzt gibt es bereits erste Prototypen und fertige Produkte, das heißt Automatisierungskomponenten, die sofort eingesetzt werden können. Weitere Testbeds sind ebenfalls in Arbeit bzw. demnächst geplant. Diese Umgebungen unterstützen den Reifeprozess der Technologie und ihre großflächige Implementierung. Die Branche arbeitet an der Fertigstellung von IEEE-Profilen, insbesondere für die industrielle Automatisierung sowie die Entwicklung neuer Applikationen für einen breiteren Einsatz jenseits der Industrie. Zur Unterstützung der weltweiten Verbreitung von TSN wird es bald unerlässlich sein, einheitliche Konformitätstests einzuführen. Nur so kann sichergestellt werden, dass verschiedene Lösungen miteinander kompatibel sind und das Potenzial von TSN voll ausgeschöpft werden kann. Offene Technologien wie CC-Link IE TSN sind in dieser Hinsicht klar im Vorteil. Der Übergang zu TSN ist besonders interessant und spannend, weil es sich hierbei um eine natürliche Evolution des herkömmlichen Ethernet handelt. Letztlich werden wir von mehr und mehr Komponenten profitieren, die neue Funktionen und höhere Leistung erschließen und gleichzeitig vorhandene, noch gut funktionierende Systeme weiternutzen können.

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