Auf dem Marsch in die Fabrikhalle

Redundante Verbindungen aufbauen

Bei der Kommunikation von Fertigungsanlagen miteinander und bei deren Überwachung ist ein weiterer Faktor lebenswichtig: die schnelle Reaktion, wenn Fehler auftreten. Werden Leitungen unterbrochen oder fallen Geräte aus, darf das nicht zu Datenverlusten führen. Das entscheidende Kriterium ist die so genannte "schnelle Redundanz". Umschaltzeiten von 300 oder 500 ms, die beispielsweise für eine Videoübertragung noch akzeptabel sind, lassen sich mit Standardprotokollen über Ethernet-Netze nicht erzielen.

Das Spanning-Tree-Protokoll scheidet von vornherein aus, weil es schlichtweg zu langsam ist. Auch sein Nachfolger Rapid Reconfiguration (Fast Spanning Tree) schafft nur in besonders günstigen Situationen Umschaltzeiten von weniger als einer Sekunde. Außerdem ist zu berücksichtigen, dass die Pakete bei Spanning Tree auf dem Weg vom Sender zum Empfänger nur bis zu sieben Switches durchlaufen dürfen. Ansonsten steigen die Reaktionszeiten zu stark an.

Der Wert 500 ms hat sich als Messlatte für schnelle Redundanz etabliert. Er lässt sich nur erzielen, wenn einfache Netztopologien verwendet werden, beispielweise ein Ring statt einer vermaschten Struktur. Dieser Problematik hat sich das IEEE-802-Gremium angenommen. Die Projektgruppe 802.17 (Resilient Packet Ring) möchte Umschaltzeiten von 50 ms erzielen. Ein Manko ist, dass Resilient Packet Ring für Backbones in großen LANs und Metronetzen konzipiert wurde. So arbeiten die Mitglieder der Gruppe an einem speziellen MAC-Baustein (Medium Access Control), der mit Ethernet de facto nichts mehr zu tun hat. Hinzu kommt, dass bei den Übertragungsraten nur 622 MBit/s (SDH/Sonet) beziehungsweise 1 GBit/s (Ethernet-PHY) angedacht sind - viel zu viel für den Einsatz in der Industrieautomation.

Einige Firmen haben daher proprietäre Protokolle entwickelt, die auf dem Standard Ethernet aufsetzen. Sie erreichen garantierte Umschaltzeiten von weniger als einer Sekunde. Außerdem sind sie einfach zu konfigurieren. Ein Beispiel für ein solches Protokoll ist "Hiper-Ring" von Hirschmann. Es garantiert eine Umschaltzeit von maximal 500 ms und erlaubt Ringe mit bis zu 50 Stationen. Ähnliche Protokolle haben auch andere Hersteller entwickelt.