TSN-Serie - Teil 14

TSN-Profile im Vergleich


Fortsetzung des Artikels von Teil 3

IEEE P802.1DP/SAE AS6675 – Das TSN-Profil der Luft- und Raumfahrtindustrie

Die Luft- und Raumfahrtindustrie arbeitet an dem IEEE P802.1DP/SAE AS6675 TSN-Profil. Zum aktuellen Status der Arbeiten bezieht Abdul Jabbar Stellung. 

Abdul Jabbar, Senior Engineer bei GE Research
Abdul Jabbar, Senior Engineer bei GE Research: »Die Luft- und Raumfahrt steht an einem Wendepunkt: Sie braucht einen offenen Netzwerk-Standard für die nächste Flugzeug-Generation.«
© GE Research

Herr Jabbar, für welche Branche und welchen Nutzer wird das Profil entwickelt?

Abdul Jabbar: Das IEEE P802.1DP/SAE AS6675 TSN-Profil wird gemeinsam von IEEE und SAE für die gesamte Luft- und Raumfahrtindustrie entwickelt. Dazu gehören kommerzielle und militärische Flugzeuge, unbemannte Flugzeuge, Satelliten und andere Raumfahrzeuge. Da das bordeigene Netzwerk mehr als nur die Netzwerkschnittstellen betrifft, würde sich dieses Profil auf viele Beteiligte in der Lieferkette der Luft- und Raumfahrt auswirken.

Was wäre ein typischer Anwendungsfall, der von diesem Profil abgedeckt wird? Was sind typische KPIs?

Die Arbeitsgruppe hat in enger Zusammenarbeit mit der Industrie insgesamt elf Anwendungsfälle und deren Anforderungen gesammelt und einen Bericht veröffentlicht, der auf der Projekt-Homepage verfügbar ist. Ein Beispiel für den Einsatz dieses Profils ist die Flugzeugsteuerungsdomäne – kurz ACD – für das Avioniknetz in Verkehrsflugzeugen oder das Fahrzeugmanagement-Netz in Militärflugzeugen. Diese Anwendungsfälle erfordern Determinismus, hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit. Es überrascht nicht, dass die KPIs in diese Kategorien fallen und Latenzgrenzen, Jitter und Paketverluste umfassen. Eine Anforderung, die über die traditionellen KPIs hinausgeht, ist die Sicherheitszertifizierbarkeit des entstehenden Netzes. Während die Zertifizierung durch eine bestimmte Regulierungsbehörde über den Rahmen des Profils hinausgeht, achtet die gemeinsame Arbeitsgruppe genau auf die Aspekte des Profils – etwa die Komplexität und die Nachweisbarkeit, die für die Zertifizierung eine entscheidende Rolle spielen.

Welche Standards werden verwendet und in welchem Umfang?

Wie alle 802.1-Profile basiert auch das TSN-Profil für die Luft- und Raumfahrt auf den Standards IEEE 802.1 und IEEE 802.3. Insbesondere verwendet das Profil TSN-Standards zur Zeitsynchronisation, Ingress-Policing und -Filterung, Egress-Shaping, Frame-Replikation und Elimination für Redundanz und letztlich für die Konfiguration. Obwohl das Ziel darin besteht, diese Standards vollständig zu nutzen, erlaubt das Profil je nach Anwendungsbereich in der Luft- und Raumfahrt einen enger gefassten oder auch limitierten Einsatz der Netzwerk-Features. Beispielsweise sind Netz-werke in der Luft- und Raumfahrt in der Regel hinsichtlich der Anzahl der Knoten und der Anzahl der Hops begrenzt.

Ist die Interoperabilität von Anwendungen auf der Grundlage des Profils ein Ziel?

Interoperabilität ist eines der Hauptziele des TSN-Profils für die Luft- und Raumfahrt. Bisher fehlte es in der Luft- und Raumfahrtindustrie an der Inter-operabilität der Netze zwischen Geräten, Anbietern und Plattformen. Das Ziel dieses Profils ist es, eine nahtlose Interoperabilität zwischen Endsystemen und Switches zu ermöglichen, sodass Systemintegratoren Systeme effizienter aufbauen können. Die Interoperabilität von Anwendungen ist kein Ziel dieses Profils.

Wie ist der Entwicklungsstand des Profils? Wann kann mit einer Frei-gabe gerechnet werden?

Die Entwicklung eines IEEE-Profils umfasst in der Regel drei Schritte: Sammlung von Anwendungsfällen, Ableitung von Anforderungen aus Anwendungsfällen und Entwicklung einer Profilspezifikation, die die Anforderungen der Anwendungsfälle erfüllt. Im Falle des TSN-Profils für die Luft- und Raumfahrt sind die ersten beiden Schritte bereits abgeschlossen. Die Gruppe arbeitet nun an einer Profilspezifikation mit TSN-Merkmalen, die den Anforderungen der Anwendungsfälle in der Luft- und Raumfahrt entsprechen. Der voraussichtliche Fertigstellungstermin gemäß dem Projektgenehmigungsantrag ist der April 2023. Das Profil sollte aber schon
deutlich früher technisch fertig sein. In Übereinstimmung mit dem IEEE-Standardentwicklungsprozess werden Entwürfe auf der Projekt-Homepage verfügbar sein, sobald der Standard ausgereift ist.

Wo liegen die größten Herausforderungen?

Zwar stehen noch einige wichtige Aufgaben im Zusammenhang mit der theoretischen Analyse von Traffic Shapern und Policern für Luft- und Raumfahrtnetze an, doch die größte Herausforderung ist der Zeitmangel der Experten für TSN und die Luft- und Raumfahrt. Und das zu einer Zeit, in der die Luft- und Raumfahrtindustrie an einem Wendepunkt steht und einen offenen Netzwerk-Standard für die nächste Generation von Fahrzeugen, die gerade entwickelt werden, einführen möchte.


  1. TSN-Profile im Vergleich
  2. Milan – Das TSN-Profil der ProAV Industrie
  3. P802.1DG – Das TSN-Profil für die Automotive In-Vehicle Ethernet Kommunikation
  4. IEEE P802.1DP/SAE AS6675 – Das TSN-Profil der Luft- und Raumfahrtindustrie
  5. Die Norm IEC/IEEE 60802 – Das TSN-Profil für die Industrie-Automation

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