Time-Sensitive Networking, Bild: Belden

Time-Sensitive Networking: eine Schlüsseltechnologie für Automatisierungsnetzwerke. Bild: Belden

Auf der SPS IPC Drives 2016 in Nürnberg zeigte das zu Belden gehörende Unternehmen Hirschmann, dass Time-Sensitive Networking (TSN) der Schlüssel für moderne Automatisierungsnetzwerke ist. Präsentiert wird TSN mit Switches der RSP-Familie und die Konfiguration von TSN mittels Hirschmanns Netzwerkmanagementsoftware Industrial HiVision.

Das Belden-Entwicklungsteam der Marke Hirschmann hat mit dem Ziel, in industriellen Anwendungen durch TSN eine standardisierte Echtzeitkommunikation zu ermöglichen, Fortschritte erzielt. Zunächst leistete es wichtige Beiträge im Zuge des TSN-Standardisierungsprozesses in der IEEE-Arbeitsgruppe 802.1. Danach wurden die neuen Standards in die industriellen Netzwerkgeräte von Hirschmann integriert, sodass diese Technologie schon heute genutzt werden kann.

Laut Dr. Oliver Kleineberg, Advance Development Manager bei Hirschmann, wird Belden auch weiterhin an der TSN-Realisierung mitarbeiten: „Da die TSN-Standards es erlauben, zeitkritische Nachrichten und anderen Datenverkehr gleichzeitig zu übertragen, kann TSN als Schlüsseltechnologie in Automatisierungsnetzwerken eingesetzt werden. Für diese Netzwerke bietet TSN eine Reihe von Vorteilen. Dazu gehören beispielsweise eine garantierte, spezifische Ende-zu-Ende-Latenz für unternehmenskritische und zeitsensitive Anwendungen sowie ein geringer Jitter. Außerdem sorgt TSN für Interoperabilität zwischen Geräten verschiedener Hersteller, sodass sich Netzwerkinfrastrukturen nahtlos realisieren und auch erweitern lassen. Ferner bietet diese Technologie Herstellern größere Flexibilität, um Innovationen bei Standard­ethernet wie etwa höhere Verbindungsgeschwindigkeiten oder neue physikalische Medien schnell in ihre Produkte zu integrieren.“

TSN erfordert zwar eine umfassendere Konfiguration als Standardethernet. Produkte und Technologien der Marke Hirschmann tragen aber dazu bei, dass die TSN-Vorteile ohne großen Mehraufwand beim Netzwerkmanagement genutzt werden können.

Praxistauglich durch geeignete Werkzeuge

„TSN-Netzwerke lassen sich managen, indem auf jeden Switch und jedes Endgerät individuell zugegriffen wird und diese dann einzeln konfiguriert und überwacht werden, was übrigens bei managed Switches in Automatisierungsnetzwerken schon seit einiger Zeit der Fall ist“, so Dr. Kleineberg. „Allerdings ist bei TSN der Konfigurationsprozess komplexer. Dies liegt daran, dass in jedem Switch und jedem Endgerät die Parameter des IEEE 802.1Qbv-Time-Aware-Schedulers konfiguriert werden müssen. Obwohl das manuell durchgeführt werden kann, lassen sich durch geeignete Werkzeuge die Zeit und der Aufwand für die Inbetriebnahme von TSN-Echtzeitnetzwerken erheblich reduzieren, wodurch diese Technologie praxistauglich wird. Und wenn im Netzwerk Störungen auftreten sollten, beispielsweise infolge einer fehlerhaften Konfiguration der Schedulingparameter eines Geräts, ist es sehr schwer, die Ursache ohne entsprechende Werkzeuge und eine Visualisierung herauszufinden.“

Die Netzwerkmanagementsoftware Industrial HiVision von Hirschmann mit MultiConfig-Funktion kann eingesetzt werden, um die Netzwerktopologie anzuzeigen und die TSN-Schedules mit wenigen Schritten für alle Teilnehmern komfortabel bereitzustellen. Sobald Industrial HiVision konfiguriert worden ist, lässt sich der Time Schedule von TSN-Netzwerken überwachen. Die grafische Visualisierung der Schedules der Netzwerkgeräte trägt dazu bei, problematische oder fehlerhafte Konfigurationen zu erkennen. Dadurch, dass die TSN-Technologie von Hirschmann sowohl in Netzwerkgeräten als auch der Netzwerkmanagementsoftware Industrial HiVision vorhanden ist, können schon heute die Echtzeitautomatisierungsnetzwerke der Zukunft realisiert und eingesetzt werden.

„Angesichts der besonderen Anforderungen, die das Industrial Internet of Things (IIoT) und Industrie 4.0 stellen, bietet TSN eine standardisierte Lösung für eine Ethernetkommunikation in Echtzeit, die es ermöglicht, unternehmenskritische Netzwerke mit hoher Bandbreite auszustatten und Datenströme mit unterschiedlicher Quality of Service über ein und dasselbe Netzwerk zu übertragen“, so das Fazit von Dr. Oliver Kleineberg.

Als Spezialist für Industrial IT stellt Belden mit seinen drahtlosen und drahtgebundenen Übertragungslösungen sowie integrierten Netzwerken Lösungen für industrielle Netzwerke bereit. Mit seinen Marken Hirschmann, GarrettCom und Tofino Security unterstützt Belden Unternehmen dabei, Ausfallzeiten zu minimieren und die Vorteile des Echtzeitdatenzugriffs und der Echtzeitsteuerung durch das Industrial Internet of Things (IIoT) zu nutzen. Dank einer unterbrechungsfreien, sicheren und skalierbaren Ethernetinfrastruktur für die Industrie sind Unternehmen in der Lage, ihre Effizienz, Produktivität und Flexibilität zu steigern. eh