ZusammenfassungIndustrie 4.0 erfordert eine flexible und von der Feldebene (Sensoren und Aktoren) bis in das Internet durchgängige und skalierbare Kommunikationslösung. IEEE 802.1 Ethernet TSN (Time-Sensitive Networking) und Single Pair Ethernet werden als Netzwerktechnologien gesehen, welche dazu einen wichtigen Beitrag leisten können. Zu den Protokollen, die auf Basis dieser skalierbaren Ethernet-Netzwerke genutzt werden können oder genutzt werden, gehören Profinet und OPC UA. Ein SPE-fähiges Gerät sollte mit einem Prozessorsystem mit wenigen kByte Speicher auskommen, da ein solches System u. U. sehr preissensitiv ist und aufgrund der begrenzten Wärmeabgabemenge nur sehr wenig Energie aufnehmen darf. Entsprechend muss neben der Netzwerktechnologie auch das genutzte Protokoll skalierbar sein. Sowohl Profinet als auch OPC UA beinhalten bereits heute Skalierungsmöglichkeiten durch Profile. Die Grenzen dieser Profile und Vorschläge zur Erweiterung dieser Grenzen werden im Beitrag diskutiert.

ZusammenfassungBei der Nutzung von IEEE Standards mit dem Schwerpunkt Time Sensitive Networks (TSN) gibt es unterschiedliche mögliche Nutzungskonzepte. Zwei wesentliche Konzepte können unterschieden und anhand von Kriterien verglichen werden. Diese Nutzungskonzepte sind in Bezug auf das Netzwerk diversitär und haben je nach Nutzungskontext Vorteile und Nachteile. Während ein Konzept unter Nutzung von Preemption und Strict Priority in Netzwerken mit skalierter Datenrate Vorteile im Bereich von Speichergrößen der Bridges und Bandbreitennutzung für Best Effort-Daten zeigt, bietet Time Aware Shaping (TAS) insbesondere in Netzwerksegmenten mit einer Datenrate von 100 MBit/s eine kleinere Latenzzeit.