Ethernet-Tests und Datenübertragungstechnologien
Ethernet, eine Schlüsseltechnologie für Computernetzwerke, wurde erstmals im Jahr 1980 kommerziell eingeführt und erlangte 1983 mit der Standardisierung als IEEE 802.3 offizielle Anerkennung. Bis zum Ende der 1980er Jahre hatte sich Ethernet als führende Technologie für lokale Netzwerke etabliert. Das ursprünglich eher voluminöse Kabel wurde 1990 durch eine modernere Version ersetzt, die aus vier verdrillten Aderpaaren besteht und 10BASE-T2 unterstützt. Dabei werden nur 2 der verdrillten Aderpaare tatsächlich genutzt.
Die maximalen Datenraten von Ethernet sind von ehemals 2,94 Mbit/s auf bis 400 Gbit/s angestiegen. Heute stellen in vielen lokalen Netzwerken (LANs) die verdrillten Twisted-Pair-Kabel aus Kupfer, also die Grundverkabelung, den Engpass bei der Datenübertragung zwischen Geräten dar. Die überwiegende Mehrheit der installierten Ethernet-Kabel fällt in die Kategorien 5/5e und 6und unterstützt 1GBASE-Tmit einer maximalen Datenrate von 1 Gbps. Für höhere Datenraten von 10 und 100 Gbps sind hingegen Glasfaserkabel erforderlich. 2.5GBASE-T und 5.0GBASE-Termöglichen eine Erhöhung der Datenraten auf 2,5 Gbps bzw. 5 Gbps unter Verwendung der bestehenden Kabel, allerdings nur über Entfernungen von bis zu 100 Metern.
Ethernet-Technologienwerden mittlerweile auchfür andere Anwendungeneingesetzt. Durch die Übertragung mit Single-Twisted-Pair-Kabeln, also einem einzigen verdrillten Leiterpaar – gekennzeichnet durch das Kürzel „T1“ wie etwa in xBASE-T1 –, konnte sich Ethernet, das lange als ungeeignet für Kraftfahrzeuge galt, im Automobilbereich bei höheren Datenraten durchsetzen. Die Technologie, die ursprünglich von Broadcom entwickelt und als BroadR-Reachvermarktet wurde, wird seit 2011 von der OPEN Alliance (One-Pair Ether-Net)Special Interest Group unterstützt und wurde als 100BASE-T1S bzw. 802.3bw in die Ethernet-Standard-Familie 802.3 aufgenommen. Das „S“ steht für „Short“, d. h. kurze Entfernungen unter 15 Metern, die im Automobilbereich gängig sind. Ein weiterer Standard unterstützt 40 m. Die Bitübertragungsschicht ist speziell für den Einsatz eines einzelnen verdrillten Paares ungeschirmter Kabel optimiert worden. Dies ermöglicht eine deutliche Reduzierung der Kosten und des Gewichts der Verkabelung, während eine angemessene EMV-Performance gewahrt bleibt.
Automotive-Ethernet-Konformitätsprüfungen
Während Ethernet mit xBASE-T1Sin KraftfahrzeugeEinzug hielt, bildet 10BASE-T1L (für große Entfernungen bis 1000 m)die Grundlage für die Ethernet-Anbindungder Geräte der Feldebene (Sensoren und Aktoren), die für die Automatisierung von Fertigungs- und Verarbeitungsanlagen unverzichtbar sind – das industrielle Ethernet. 10BASE-T1Lüberwindet die Herausforderungen, die den Einsatz von Ethernet in der Prozessautomatisierung bisher beschränkten. Zu diesen Herausforderungen zählen Leistung, Bandbreite, Verkabelung, Entfernung, Dateninseln und sichere Verbindungen in Gefahrenbereichen. Für 10BASE-T1L können die Single- Twisted-Pair-Kabel wiederverwendet werden,die ursprünglich für Technologien wie 4ma-to20mA, Highway Addressable RemoteTransducer (HART) und CC-Link („Control and Communication“) installiert wurden.
