Sie sind hier: HomeFeldebeneVernetzung

Ethernet: Was kommt mit Single Pair Ethernet?

Single Pair Ethernet – kurz SPE – ist ein heiß diskutiertes Thema in der industriellen ­Datenübertragung. Warum ist diese Ethernet-Variante so ein wichtiger Baustein zukünftiger­Automatisierungstechnik?

Das Ethernet mit zwei Adern Bildquelle: © Phoenix Contact

Als nicht-standardisiertes Software-Protokoll ist das Ethernet in den 1970er-Jahren zur firmeninternen und lokal begrenzten Übertragung von Datenpaketen in kabelgebundenen Computer-Netzwerken (LAN – Local Area Network) entwickelt worden. Das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) spezifizierte das Software-Protokoll sowie den Physical Layer – darunter die physikalischen Schnittstellen wie Steckverbinder und Kabel – in den folgenden beiden Jahrzehnten aus und legte mit der Einführung unterschiedlicher Protokolle wie 802.4 (Token Bus), 802.5 (Token Ring) und schließlich 802.11 (WLAN) den Grundstein für das moderne Internet.

Gemeinsame Sprache

Paradigmenwechsel bei der Automatisierungspyramide Bildquelle: © Phoenix Contact

Bild 1: Ein Paradigmenwechsel: SPE stellt die herkömmliche Automatisierungspyramide auf den Kopf.

Parallel dazu entwickelte sich – getrieben durch den verstärkten Einsatz elektrischer Automatisierungstechnik – in den 1980er-Jahren die Feldbustechnik. Der Grundgedanke war der gleiche: Unterschiedliche Kommunikationsteilnehmer sollten geordnet und in einer gemeinsamen Systematik miteinander kommunizieren. Die verschiedenen Feldbus-Protokolle wie Interbus, DeviceNet oder Profibus dienten aber nicht zur Vernetzung von Computern der Unternehmensebene, sondern zur seriellen oder parallelen Anbindung von Sensoren und Aktoren an die Steuerungs- und Leitebene.

Letztlich begründete so die parallele Entwicklung der beiden Übertragungsprotokolle die Form der noch heute gültigen Automati­sierungspyramide. Die obersten Ebenen repräsentieren lokal begrenzte Computernetzwerke, über die die Produktionsgrob- und -feinplanung erfolgt. Die unteren Ebenen umfassen die Signal-, Daten- und Leistungsübertragung zur Erfassung, Steuerung und Regelung des physikalischen Produktionsprozesses (Bild 1).

Die Form der Pyramide ergab sich primär aus der hierarchisch-logischen Anordnung der unterschiedlichen Ebenen. Sie repräsentiert aber ebenso die bisher gültigen Rahmenbedingungen für die industrielle Datenübertragung: Hohe Übertragungsraten und geringe Strecken mittels Ethernet, geringe Übertragungsraten und hohe Strecken mittels Feldbus.