Die Vorteile des Ethernets, um Messdaten zu übertragen

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Bei IPv4 lassen sich maximal 65.515 Bytes übertragen. Genau genommen existieren derzeit zwei unterschiedliche Telegrammtypen: die schon recht alte IPv4 sowie IPv6. Die Betriebssysteme aktueller PCs und Laptops unterstützen beide Formate, viele industrielle Geräte mit Ethernetanschluss sowie auch Server im weltweiten Internet teilweise ausschließlich IPv4.

Im Rahmen der Header-Informationen taucht eine neue Adressart auf, die IP-Adresse. Eine IP-Adresse besteht bei IPv4 aus 32 Bits. Sie ist in den Busknoten, die IP unterstützen, stets konfigurierbar. Dabei wird die IP-Adresse nicht in Binär- oder Hexadezimaldarstellung eingegeben, sondern in der bekannten Schreibweise mit vier durch einen Punkt getrennten Dezimalzahlen. Jede der vier Zahlen ist lediglich die Dezimaldarstellung von jeweils einer Acht-Bits-Gruppe aus den insgesamt 32 Bits, weshalb auch keine größeren Zahlen als 255 vorkommen können.

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Mit IP lassen sich Telegramme über Netzwerkgrenzen hinweg mit Router versenden. Router arbeiten stets auf der Ebene des IP-Protokolls, sie leiten ausschließlich IP-Telegramme von einem Netzwerk in ein anderes. Auch die weltweite Internet-Infrastruktur basiert auf Routern. Der Router besitzt im lokalen Netzwerk des Computers ebenfalls eine IP-Adresse.

An diese IP-Adresse muss der Computer Telegramme stets senden, die an Busknoten in andere Netzwerke vermittelt werden sollen. Hierzu kann bei IP-fähigen Busknoten zusätzlich konfiguriert werden, welche IP-Adresse dieser Router im lokalen Netz besitzt und in welchem Bereich Empfänger-IP-Adressen liegen, die über diesen Router nur erreicht werden können, also in entfernten Netzwerken sitzen. Der Router nennt sich in diesem Kontext meist Standardgateway.

Messdaten mit höheren Protokollen übertragen

Mit dem Anwendungs-Protokoll HTTP lassen sich Daten beispielsweise von einem Oszilloskop mit Ethernet-Anschluss in eine Software-Applikation im Computer übertragen. Dazu werden zwei weitere Protokolle verwendet: TCP, welches im Datenbereich eines oder mehrerer IP-Telegramme übertragen wird, sowie das erwähnte HTTP. TCP = Transmission Control Protocol erlaubt einen kontrollierten Datenaustausch im Sinne eines Kommunikationskanals. Dazu führt TCP die Portnummer ein. In einem Busknoten, der unter einer bestimmten IP-Adresse erreichbar ist, können mehrere Applikationen parallel ablaufen. Sie sind über ihre Portnummer adressierbar.

Der Kommunikationskanal ist zumindest auf dieser Protokollebene Voll-Duplex-fähig, es kann in beiden Richtungen unabhängig voneinander gesendet werden. Entscheidend ist: Der Sender von Daten erhält von seinem Gegenüber eine Empfangsbestätigung, wenn diese erfolgreich angekommen sind. Solche Bestätigungen gibt es auf den unteren Ebenen des Ethernet-Telegramms und IP nicht.

Messdaten lassen sich einer Serverapplikation im Oszilloskop unter einer bestimmten Portnummer mit TCP in eine entsprechende Applikation im Computer übertragen. Für die Konfiguration des Oszilloskops könnte der Hersteller ein eigenes Programm mitliefern. Besser ist es, die Bedienoberfläche in Form einer in das Oszilloskop eingebetteten Webseite zu implementieren. Im Oszilloskop ist lediglich die Funktionalität eines kleinen Web-Servers zu realisieren.

Quellenangabe:

Jörg Böttcher: Kompendium Messdatenerfassung und -auswertung. ISBN 978-3-7386-2255-3 (Paperback) Verlag: Books on Demand.

* Prof. Dr.-Ing. Jörg Böttcher hat eine Professur für Regelungstechnik und Elektrische Messtechnik an der Universität der Bundeswehr in München inne.

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Ethernet in der Messtechnik

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Messdaten mit höheren Protokollen übertragen

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