Die Konzeptstudie des IO-Link Konsortiums analysiert das Potenzial, Single Pair Ethernet als Physical Layer für das IO-Link-Protokoll zu nutzen.

Die Konzeptstudie des IO-Link Konsortiums analysiert das Potenzial, Single Pair Ethernet als Physical Layer für das IO-Link-Protokoll zu nutzen. Nun soll ein Arbeitskreis weitere Potenziale und die technische Umsetzbarkeit untersuchen. IO-Link Konsortium

Getrieben durch Industrie 4.0 bestehen Anforderungen, IO-Link über größere Distanzen als die aktuell spezifizierten 20 m zu übertragen. SPE (Single-Pair-Ethernet) verspricht hier einige Vorteile. Aus diesem Grund hat das IO-Link Steering Commitee auf Basis der Konzeptstudie „IO-Link over SPE“ einen Arbeitskreis ins Leben gerufen, der die Potenziale und technische Machbarkeit dieser Studie beleuchten soll. Als Arbeitskreisleiter wurde Karim Jamal von Texas Instruments benannt. „Unser Ziel ist, nicht IO-Link zu ersetzen, sondern durch ein neues Interface – wo es Sinn macht – zu erweitern“, fasst Karim Jamal die Aufgabe zusammen. „Wir legen viel Wert auf die bisherigen IO-Link-Integrationsstandards wie IODD und werden die Kompatibilität im Vordergrund unserer technischen Betrachtung halten.“

IO-Link over SPE: Riesenpotenzial oder der zweite Schritt vor dem ersten?

Mit Single Pair Ethernet (SPE) sollen zukünftig zwei Drähte Ethernet bis in den letzten Winkel der Maschinen bringen – inklusive Spannungsversorgung. Diese Features rufen das IO-Link-Konsortium auf den Plan, das aktuell über eine Kombination mit SPE diskutiert. Kommt das alles zu früh?

Laut der Konzeptstudie IO-Link over SPE braucht es eine Modifikation des Physical Layer bei IO-Link sowie Software-seitig einen Ethernet-to-IO-Link-Adapter. Außerdem widmet sich das Papier Fragen wie: „Wird durch das Vordringen von Single Pair Ethernet in industrielle Anwendungen IO-Link verdrängt? Kann es eine Koexistenz von IO-Link und SPE geben? Oder gibt es gar eine Lösung, welche die Vorteile von IO-Link und Single Pair Ethernet vereint?“ Antworten auf diese und weitere Fragen geben die Autoren der Studie in ihrem Fachartikel auf all-electronics.de.

Ganz unkommentiert will Christian Fiebach, Geschäftsführer von ipf electronic, die Konzeptstudie aber nicht stehen lassen. Er bescheinigt ihr, dass „der Ansatz prinzipiell nicht verkehrt ist, aber für die Praxis einige entscheidende Fragen aufwirft.“ Welche dies sind, welche Konsequenzen aus einer neuen Infrastruktur resultieren würden und warum Vorteile kaum zu vermitteln sind, legt er in seinem Beitrag dar.

Protokoll und Datenmodell von IO-Link bleiben erhalten

IO-Link over SPE behält das Protokoll und Datenmodell von IO-Link bei und erweitert dies um eine physikalische Schnittstelle. Mit SPE und einer möglichen Kombination mit PoDL (Power over Data Lines) lassen sich auch die Endgeräte – Sensoren oder Aktoren – in der unteren Feldebene mit ausreichender Datenbandbreite betreiben.

Anstatt die IO-Link Nachrichten als pulscodierte Telegramme über das klassische 3-Leiter-Kabel mit 24 V-Pegel zu übertragen, werden die IO-Link-Nachrichten bei IO-Link over SPE über eine Single-Pair-Leitung übertragen – ohne TCP/IP oder UDP. Der Vorteil: Die Kernkomponenten der IO-Link Kommunikation, die Implementierungen der Protokoll-Layer und die Funktionalitäten bleiben unverändert.

Das heißt: IO-Link bleibt IO-Link. Es handelt sich bei IO-Link over SPE um kein weiteres Ethernet-basiertes Bussystem, sondern um eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung ohne IP-Adressierung. Alle definierten Schnittstellen und Funktionen bleiben erhalten. Die etablierten IO-Link-Integrationsstandards wie IODD, OPC UA Companion Standard, JSON Mapping und Feldbusintegrationen können unverändert genutzt werden.

Weitere Beiträge rund um das Thema Single Pair Ethernet finden Sie in unserem Themenschwerpunkt SPE.