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TSN: Netzwerke der Zukunft
ANTWORTEN AUF

OFFENE FRAGEN

TSN ist in aller Munde. Bis zur vollständigen Integration in PROFINET ist jedoch
eine ganze Reihe an Detailarbeiten zu absolvieren, deren Aufwand von vielen
unterschätzt wird. PI arbeitet daher intensiv an Fragen der Standardisierung
sowie dem Aufbau von Testszenarien, damit sich der Anwender auch in Zu-
kunft auf flexible und leistungsfähige Anlagennetze verlassen kann.

In Industrie 4.0-Anwendungen werden Was kann TSN besser als bisherige Ether- schon jetzt in den Applikationsprofilen von
konvergente Netzwerke eine immer grö- net-Lösungen? PROFINET hinterlegt sind, weiß ein Quali-
ßere Rolle spielen. Dabei geht es darum, Ethernet TSN erweitert die bestehenden Me- tätsmanagementsystem ohne zusätzliche
IT-Netze auf einfache Weise mit OT-Berei- chanismen von Ethernet im Wesentlichen Konfiguration, dass der empfangene Wert
chen zu verbinden. So lassen sich Daten um die Themen „Quality of Service“ (QoS), ein Drehmoment aus einer Schrauber-Steu-
aus der Produktion einfach in Softwarean- z. B. Bandbreitenreservierung, Synchronisa- erung ist. Erst so lassen sich reine Daten ge-
wendungen, z. B. zur Prozessoptimierung, tion sowie geringe Latenzzeiten und sogar winnbringend verwerten. Davon abgesehen
nutzen. Und dies soll ohne Störung der stoßfreie Redundanz. In der Praxis sieht dies müssen für Industrie 4.0 auch noch andere
Echtzeitkommunikation der Automatisie- so aus: Die Applikationen melden ihren Kom- Themen, wie Security, Safety oder OPC UA
rungstechnik funktionieren. Ein Reporting munikationsbedarf am Netzwerk an und be- berücksichtigt werden.
über die Anlagen- oder Maschinenperfor- kommen den jeweiligen angeforderten QoS
mance wird vereinfacht. Derzeit wird daher vom Netz zugesichert. Die jeweiligen Verbin- Was wird aus den bisherigen PROFINET-
sehr intensiv über TSN (Time Sensitive Net- dungen laufen in sogenannten Streams, die Profilen beim Einsatz von TSN?
working) diskutiert. TSN setzt sich aus einer über die Ressourcenallokation in den Spei- PI beschäftigt sich bereits seit Jahren mit
Reihe von Einzel-Standards zusammen, die chern der Switche dann Bandbreitenschutz entsprechenden Profildefinitionen, in de-
überwiegend den Data-Link Layer (Layer genießen. Prinzipiell kann jedem dieser nen Informationen aus Geräten hersteller-
2) der Kommunikation betreffen. Damit ist Streams eine Echtzeitfähigkeit verliehen wer- übergreifend beschrieben und standardisiert
TSN kein vollständiges Kommunikations- den. Aufgrund der abgekapselten Streams werden. Mit TSN können diese Profile ebenso
protokoll, sondern eine Basistechnologie, ist es zudem bei TSN möglich, dass mehrere weiterverwendet werden, wie das komplette
die dann von höherwertigen Applikatio- echtzeitfähige Protokolle in einem einzigen PROFINET-Know-how. Die Applikationssicht
nen genutzt werden kann. Derzeit wird Netzwerk parallel zueinander betrieben wer- von PROFINET ändert sich durch TSN nicht.
im Rahmen der IEEE 802.1, der Standardi- den können. Dies bezeichnet man auch als Darüber hinaus bringt PI diese Profile nun
sierungsorganisation für Ethernet-basierte Netzwerk-Konvergenz. auch in die gemeinsame Arbeitsgruppe mit
Kommunikation, der Standard für das so- der OPC Foundation ein, um offene Informa-
genannte TSN definiert. Besonders interes- Reicht TSN, um Anlagen in das Industrie tionsmodelle zu schaffen. Diese lassen sich
sant ist, dass durch die Weiterentwicklung 4.0-Zeitalter zu überführen? über OPC UA einfach IT-Systemen zur Verfü-
von Ethernet in der IEEE 802.1 zukünftig TSN ist nur ein Baustein auf dem Weg zu In- gung stellen. Mit dem Anwendungs-Know-
Geräte mit Standard-Ethernet-Controllern dustrie 4.0-tauglichen Anlagen. PI arbeitet how von PI entstehen hier Companion Spe-
entwickelt werden, die dennoch allen An- derzeit an der Nutzung von TSN für PROFI- zifikationen für OPC UA. So können zukünftig
forderungen an die Robustheit und Deter- NET, aber TSN besitzt lediglich Layer 2-Me- Industrie 4.0-Anwendungen noch einfacher
ministik der industriellen Automatisierung chanismen – also den reinen Datentransport. realisiert werden.
gerecht werden. Dies hilft zwar, Hürden in der Kommunikati-
on abzubauen, aber IT-Systeme verstehen Löst PROFINET mit TSN das heutige
Eine wesentliche Erkenntnis der bisherigen nicht den Sinn einzelner Daten aus der Ma- PROFINET mit RT ab? Was ist mit IRT?
Arbeiten ist aber auch, dass nach wie vor schine. Hierzu ist es notwendig, die Daten Nein, TSN ist eine Erweiterung im Layer 2
viele Fragen bei den Anwendern offen sind. semantisch zu qualifizieren, also etwas über des ISO/OSI-Modells. TSN wird also neben
Auf die wichtigsten Fragen gibt PI hier Ant- ihren Inhalt auszusagen. Mit einer passen- RT und IRT existieren. Am Applikationsproto-
worten: den semantischen Beschreibung, wie sie koll ändert sich nichts. Der PROFINET-Nutzer

4 PI-Magazin 1/2018