EtherCAT-Kommunikation mit Technologieerweiterung für besonders datenintensive Anwendungen

EtherCAT G: Das nächste Performance-Level mit 1 GBit/s

Mit der Technologieerweiterung EtherCAT G erreicht EtherCAT das nächste Performance-Level, indem es für besonders datenintensive Anwendungen auf GBit-Ethernet aufsetzen kann. Dabei ist die Kompatibilität zum weltweit etablierten, 100 MBit/s nutzenden Standard-EtherCAT ebenso gewährleistet wie die gewohnt einfache Handhabung. In Verbindung mit dem Branch-Controller-Konzept für EtherCAT G ist zudem der effiziente Betrieb paralleler Netzwerksegmente möglich.

EtherCAT G nutzt die 1-GBit/s-Übertragungsrate des Standard-Ethernet; die als Technologiestudie vorgestellte Variante EtherCAT G10 sogar die 10-Gbit/s-Übertragungsrate. Die erhebliche Steigerung der Übertragungsrate gegenüber der bisher von EtherCAT gewohnten 100-MBit/s-Basis wirkt sich wesentlich auf den erreichbaren Datendurchsatz aus. Unter Berücksichtigung des limitierenden Einflusses der Durchlaufverzögerungszeiten durch die Teilnehmer und mithilfe des neu eingeführten Branch-Konzepts ermöglicht EtherCAT G je nach Applikation einen Performancezuwachs um den Faktor 2 bis 7. Dazu erläutert Hans Beckhoff, geschäftsführender Inhaber: „Mit EtherCAT G und G10 erreichen wir neue Performance-Level, die unseren Kunden helfen, die besten und performantesten Maschinen der Welt zu bauen! EtherCAT G und G10 sollen das erfolgreiche Standard-EtherCAT auf Basis von 100 MBit/s nicht ablösen. Beide Leistungsstufen sind als systemkonforme Ergänzungen nach oben zu verstehen.“

Kompatible Ergänzung und kein Ersatz für Standard-EtherCAT

Extrem hohe Performance und einfache Handhabbarkeit kennzeichnen schon seit jeher die EtherCAT-Kommunikation. Diese Eigenschaften bleiben mit EtherCAT G – ohne Protokolländerung und ohne Softwareanpassung im EtherCAT-Master – erhalten. EtherCAT G ist kompatibel zum weltweit etablierten EtherCAT, sodass sich die bewährten Technologieeigenschaften wie Diagnose, hochgenaue Synchronisierung und vor allem das einzigartige Funktionsprinzip des Processing-on-the-Fly in gewohnter Weise nutzen lassen. Konformität zum Ethernet-Standard IEEE 802.3 ist ebenfalls gewährleistet.

Für die meisten heutigen Applikationen reicht die hohe Performance von Standard-EtherCAT vollkommen aus. Um jedoch für zukünftige, extrem große Applikationen sowie die vermehrte Einbindung besonders datenintensiver Geräte, wie z. B. Vision-Kameras, komplexe Motion-Systeme oder Messtechnik-Komponenten mit hohen Sampleraten, gerüstet zu sein, wurde die EtherCAT-G-Kommunikation entwickelt.

Branch-Controller-Konzept für Gerätevielfalt und minimierte Durchlaufverzögerung

EtherCAT und EtherCAT G können in einem gemischten Netzwerk betrieben werden, d. h. EtherCAT-G-Slaves funktionieren ebenso im 100-MBit/s-EtherCAT-Netzwerk wie umgekehrt. In beiden Betriebsarten schalten alle EtherCAT-G-Geräte in den 100-MBit/s-Modus. Mit dem neuen Branch-Controller-Konzept für EtherCAT G sind hingegen EtherCAT-Abzweige möglich, die einen parallelen Betrieb von 100-MBit/s-Segmenten in einem 1-GBit/s-Netzwerk durch entsprechende Geschwindigkeitsumsetzungen erlauben. So kann z. B. mit dem neuen EtherCAT-G-Koppler EK1400 ein Branch (Verzweigung) von 1 GBit/s auf 100 MBit/s realisiert und damit das gesamte, extrem breite Spektrum an Standard-EtherCAT-Klemmen in das EtherCAT-G-Netzwerk eingebunden werden. Mit der Branch-Controller-Funktionalität des EK1400 bleibt dabei die 1-GBit/s-Geschwindigkeit des EtherCAT-G-Kommunikationsstrangs erhalten.

Das EtherCAT-G-Branch-Controller-Konzept bietet darüber hinaus noch einen weiteren Vorteil: minimierte Durchlaufverzögerungszeiten. Hierfür sind die Branch-Controller CU14xx konzipiert, über die sich ganze EtherCAT- und EtherCAT-G-Segmente anbinden und somit parallelisieren lassen. Dies ermöglicht deutlich reduzierte Signallaufzeiten und damit auch verkürzte Kommunikations- und Zykluszeiten. Denn das Telegramm eines Segments läuft direkt vom Branch-Controller zum jeweiligen Master zurück – unabhängig von anderen Netzwerksegmenten und mit der hohen 1-GBit/s-Übertragungsrate.