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TSN & Pub/Sub

OPC UA wird echtzeitfähig

OPC UA real time TSN2

Bei komplexen Prozessen mit Echtzeitanforderungen ist OPC UA bisher an seine Grenzen gestoßen. Daher arbeitet die OPC Foundation unter anderem an 2 Erweiterungen, die OPC UA zum echtzeitfähigen Kommunikationsstandard machen sollen: Zum einen wird OPC UA um ein Publish/Subscribe-Modell (Pub/Sub) erweitert. Zum anderen soll es zukünftig auch auf dem Time-Sensitive-Networks-Standard (IEEE 802.1) aufsetzen.

Publish/Subscribe-Modell

OPC UA arbeitet bisher mit einem Client/Server-Mechanismus. Ein Client fragt eine Information an (Request) und erhält eine Antwort von einem Server (Response). Dieses System stößt unter anderem an seine Grenzen, wenn das Netzwerk viele Teilnehmer hat. Das Publish/Subscribe-Modell hingegen ermöglicht eine One-to-many- sowie eine Many-to-many-Kommunikation. Ein Server sendet seine Daten in das Netzwerk (Publish) und jeder Client kann diese Daten empfangen (Subscribe).

OPC-UA-Server-Client
Beim Client/Server-Mechanismus fragt ein Client eine Information an (Request) und erhält eine Antwort von einem Server (Response).
OPC-UA-Pub-Sub-Publish-Subscribe
Beim Publish/Subscribe-Modell sendet ein Server seine Daten in das Netzwerk (Publish) und jeder Client kann diese Daten empfangen (Subscribe).

Echtzeitfähigkeit für Standard-Ethernet

Das Publish/Subscribe-Modell alleine ist nicht ausreichend, um eine Echtzeitfähigkeit von OPC UA zu erreichen. Daher setzt die OPC Foundation auf Time Sensitive Networking (TSN). Darunter wird die Erweiterung des Ethernet-Standards IEEE 802 um diverse Echtzeitfunktionen verstanden. Es kann unter anderem ein exaktes Zeitfenster angegeben werden zu dem die Daten übertragen werden.

Automobilbranche treibt TSN

Da die Automobilbranche auf TSN setzt, werden die nötigen Halbleiter-Baugruppen sehr schnell und vergleichsweise kostengünstig verfügbar sein. Ziel der Automobilbranche ist es, auch Steuerungsaufgaben und Anwendungen, die die funktionale Sicherheit betreffen, über Ethernet abzuwickeln. Dafür sind Zykluszeiten im Echtzeitbereich und ein deterministisches Netzwerkverhalten Grundvoraussetzung.

Ausführlichere Informationen zum Thema TSN haben wir für Sie in diesem Artikel zu OPC UA TSN zusammengefasst.

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