Von Interoperabilität bis Sicherheit

Herausforderung Industrial Ethernet

| Autor / Redakteur: Ingo Schneider / Andreas Donner

Ethernet stellt im industriellen Umfeld eine besondere Herausforderung dar.
Ethernet stellt im industriellen Umfeld eine besondere Herausforderung dar. (Bild: © gen_A - Gennady Kurinov - Fotolia.com)

Der Einsatz moderner Kommunika­tions­tech­no­lo­gien in der Fertigung und Logistik – von der Robotik bis zum IoT – kann dazu führen, dass die Netzwerkinfrastruktur zum Hindernis auf dem Weg zu höchster Effizienz und Inter­opera­bilität wird. Deshalb treiben die Fer­ti­gungs­in­dus­trie und die Logistikbranche ge­mein­sam die Ein­führung eines einheitlichen Ethernet-ba­sier­ten Standards für die industrielle Kommunikation voran.

Das Ethernet bietet als einzige Technologie eine einheitliche Kommunikationsmethode, die alle operativen Bereiche von der Fertigung über das Back-Office bis zur Verwaltung miteinander verknüpft. Die Flexibilität des Ethernets, das zahlreiche Datenformate unterstützt, verhindert Kommunikationsausfälle zwischen den rasant mehr werdenden Endgeräten – von Überwachungssensoren bis hin zu automatischen Produktionsmaschinen.

Je alltäglicher das IoT und die Robotik in der Fertigung werden, desto wichtiger ist es, alle Endgeräte miteinander zu vernetzen. Diese Konnektivität erfordert jedoch sehr widerstandsfähige Switches, die für den Einsatz in einer industriellen Umgebung geeignet sind.

Neue Switches liefern die Antwort: Schnelligkeit

Der Fertigungsprozess ist nur so schnell wie seine langsamste Komponente, und so sollte es höchste Priorität haben, maximale Interoperabilität und Effizienz der Endgeräte sicherzustellen. Denn nur mit schneller und zuverlässiger Konnektivität können alle Aspekte des Lagers oder des Produktionsbetriebs miteinander verknüpft und der weit verbreitete Einsatz von Robotern und Automatisierung in der Fertigungsindustrie unterstützt werden.

In der modernen Fabrik- oder Lagerhalle sollten daher LAN-Switches mit einer Ethernet-Konnektivität von 10 Gigabit eingesetzt werden. Sie stellen schnellen Datentransfer zwischen einer großen Zahl von Endgeräten bereit und helfen, Engpässe zu vermeiden. Moderne Switches arbeiten mit Power over Ethernet (PoE), sodass kleine industrielle Geräte wie Sensoren, WLAN Access Points und Kameras auch in isolierten Bereichen eingesetzt und ohne zusätzliche Stromversorgung betrieben werden können.

Für industrielle Umgebungen geeignet

Wir müssen auch an die Beständigkeit und Stabilität der Netzwerk-Infrastruktur denken. Damit der Betrieb störungsfrei laufen kann, muss die Hardware den auftretenden Belastungen gewachsen sein. Switches und Access Points, die in der Fabrik oder im Lager installiert werden, sollten daher besonders widerstandsfähig sein und auch unter schwierigen Bedingungen einwandfrei funktionieren. Mit Feuchtigkeit, Staub, extremen Temperaturen und Vibrationen wird kommerzielle Hardware, die für den Einsatz in Büros entwickelt wurde, nicht gut fertig. Die neue Generation besonders widerstandsfähiger Switches für den industriellen Einsatz kann dagegen Temperaturen von bis zu 75° C und elektromagnetischen Interferenzen standhalten.

Intelligent Fabric sorgt für Agilität und Skalierbarkeit

Die Agilität des Netzwerks ist ebenfalls entscheidend, denn sie ermöglicht es, den automatisierten Betrieb nach Bedarf zu skalieren.

Neue Entwicklungen im Intelligent-Fabric-Networking (Automatisierung der Inbetriebnahmekonfiguration ohne manuellen Eingriff) verkürzen die Installationszeit für jedes neue Endgerät im Netzwerk – egal, ob es sich um automatische Maschinen oder Wearables der Mitarbeiter handelt. Mit dem schnellen Onboarding von neuen Endgeräten werden Zeit und Aufwand für die Einrichtung der Endgeräte am Arbeitsplatz erheblich reduziert. Gleichzeitig reduziert das Gruppieren von Endgeräten mit gleichen Richtlinien das Risiko von Ausfällen durch mangelnde Interoperabilität und erhöht die Sicherheit in der Netzwerk-Infrastruktur.

Durchgängiges Sicherheitskonzept

Angesichts der Gefahren durch das Eindringen in Datenbanken, Informationsdiebstahl und andere bösartige Angriffe sind solide Sicherheitsfunktionen von entscheidender Bedeutung für das industrielle Netzwerk. Als Ergänzung zu herkömmlichen Sicherheitsmaßnahmen wie Firewalls und Authentifizierung ist es nun auch möglich, ein über alle Netzwerkebenen durchgängiges Sicherheitskonzept zu realisieren. So bietet beispielsweise CodeGuardian eine technologische Absicherung gegen Netzwerkangriffe, indem es die Sicherheit auf Software-Ebene gewährleistet. Switches und Routers an der Peripherie des Netzwerks stellen eine weitere Schutzschicht bereit, indem sie mit Deep Packet Inspection helfen, Sicherheitsrichtlinien durchzusetzen und Anomalien im Netzverkehr aufzuspüren.

Idealerweise sollten Netzwerkingenieure nicht nur nach Angriffen Ausschau halten, sondern auch in der Lage sein, potenzielle Engpässe im Netzwerk zu identifizieren und zu beheben, bevor sie zu Beeinträchtigungen führen. Ein dediziertes Netzwerk-Management-System stellt eine ganze Palette an Management-Tools und detaillierten Analysen bereit, mit denen Unternehmen durch schlanken IT-Betrieb die Kosten senken, die Effizienz erhöhen und alle Aspekte der Netzwerksicherheit im Auge behalten können.

Sicherheit? Teil des Netzwerk-Services

Am Arbeitsplatz kann das schnelle Reagieren auf einen Zwischenfall oder einen Unfall Leben retten. Automatische Alarme und Notfall-Benachrichtigungen, mit denen Vorarbeiter oder Vorgesetzte bei Feuer oder Verletzung eines Mitarbeiters alarmiert werden, können in das Netzwerk integriert werden.

Ein generelles Alarmsystem, das die richtigen Menschen zur richtigen Zeit benachrichtig, kann mit anderen Sicherheitssystemen wie Überwachungskameras und biometrischen Erkennungssystemen zusammengefasst werden, um Rundumschutz zu bieten. Dabei sollten auch detaillierte Sicherheitsberichte und ein Logbuch für Zwischenfälle nicht fehlen, mit denen Gesundheits- und Sicherheitsexperten potenzielle Risiken identifizieren und durch entsprechende Präventivmaßnahmen künftig verringern können.

Über den Autor

Ingo Schneider ist Director Business Development Data Network Infrastructure bei der ALE Deutschland GmbH.

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