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Im Umfeld der [[Automatisierungstechnik]] ist der Trend zu beobachten, existierende [[Feldbus]]se der ersten Generation durch ein '''[[Echtzeitanforderung|Echtzeit]]-[[Ethernet]]''', engl. auch als ''Real Time Ethernet (RTE)'' bezeichnet, zu ersetzen oder zu ergänzen. Das Ziel besteht darin, ein einziges [[Rechnernetz]] von der [[Leittechnik|Leitebene]] im Bürobereich bis hin zu [[Feldgerät]]en in industriellen Produktionsanlagen zu schaffen. Dieser Trend wird als ''vertikale Integration der Automatisierungstechnik'' bezeichnet.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.hs-hannover.de/fileadmin/media/doc/serv/events/WS_07_08/vde_symposiumn.pdf |titel=Vertikale Integration in der Automation – von der Feldebene zur Unternehmenssteuerung |hrsg=Hochschule Hannover |datum=2007 |sprache=de |archiv-url=https://web.archive.org/web/20180725003113/https://www.hs-hannover.de/fileadmin/media/doc/serv/events/WS_07_08/vde_symposiumn.pdf |archiv-datum=2018-07-25 |abruf=2024-02-20}}</ref> Ein Hauptproblem liegt darin, dass das weit verbreitete Standard-Ethernet nicht den Anforderungen der industriellen Echtzeit genügt, die [[Isochronität|isochrone]] [[Periodizität|Zykluszeiten]] von weniger als 1 ms (z. B. für Motion-Control-Anwendungen) verlangen.<ref>{{Literatur |Autor=Frank Dopatka |Titel=Ein Framework für echtzeitfähige Ethernet-Netzwerke in der Automatisierungstechnik mit variabler Kompatibilität zu Standard-Ethernet |Verlag=Universität Siegen |Ort=Siegen |Datum=2008-09-12 |Online=https://dspace.ub.uni-siegen.de/bitstream/ubsi/370/1/dopatka.pdf |Format=PDF |KBytes=26016 |Abruf=2024-02-20}}</ref>

Um Ethernet echtzeitfähig zu machen, werden drei alternative Verfahren<ref>{{Literatur |Autor=M.Felser |Titel=Real-Time Ethernet - Industry Prospective |Online=https://www.felser.ch/papers/FE-TR-0507.pdf |Verlag=Proceedings of the IEEE | Datum=2005 |Seiten= 1118-1128}}
</ref><ref>[[Jürgen Jasperneite]]: ''Echtzeit-Ethernet im Überblick'', atp 3/2005, S. 29–34, {{ISSN|0178-2320}}.</ref> angewendet:
# Modifikation über der TCP/IP-Ebene im [[OSI-Modell]] (OSI-Layer 5–7)
# Modifikation oberhalb der Datensicherungsschicht (über OSI-Layer 2)
# Modifikation der Ethernet-Schicht selbst (OSI-Layer 1–2)

Je weiter unten in den OSI-Schichten die Modifikation erfolgt, desto eher kann [[Isochronität]] erreicht werden. Dies ist erforderlich, um die hohen Echtzeit-Anforderungen der [[Antriebstechnik]] zu erfüllen. Das Ziel ist es, die Synchronität von industriellen Anlagen-Teilen nicht mehr wie bisher über eine [[Welle (Maschinenelement)|mechanische Welle]], sondern stattdessen über isochrone [[Datenframe]]s im echtzeitfähigen Netzwerk sicherzustellen. Man spricht in diesem Zusammenhang von dem Prinzip der ''Software-Welle''. Zur hochpräzisen zeitlichen Synchronisation der versendeten Datenframes hat sich das [[Precision Time Protocol]] etabliert.

Andererseits wird durch eine Modifikation des Ethernets auf den unteren Protokoll-Ebenen die Kompatibilität zum [[Ethernet]]-Standard unter Umständen reduziert.

Um den erhöhten mechanischen Belastungen wie Staub, Erschütterungen oder Spritzwasser standhalten zu können, werden in der Regel die Standard-Ethernet Stecker und Kabel durch spezielle [[Industrial Ethernet|Industrial-Ethernet]]-Hardware ersetzt.

== Realisierungen von echtzeitfähigem Ethernet ==
Weit verbreitete Umsetzungen von echtzeitfähigem Ethernet können bereits Buszyklen von rund 100 [[Mikrosekunde|µs]] erreichen. Dies sind unter anderem:<ref>{{Internetquelle |url=http://www.realtime-ethernet.de/ |titel=Informationsportal für Echtzeit-Ethernet in der Industrieautomation |werk=realtime-ethernet.de |sprache=de |abruf=2024-02-20}}</ref>
* [[EtherNet/IP]]
* [[Profinet]]
* [[Ethernet Powerlink]]
* [[Sercos III]]
* [[EtherCAT]]
* [[VARAN]]
* [[SafetyNET p]]
* [[Time-Sensitive Networking|TSN]]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Echtzeitsystem|Echtzeit-Ethernet]]
[[Kategorie:Industrial Ethernet|Echtzeit-Ethernet]]

Echtzeit-Ethernet - Versionsgeschichte

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