Definition und Messgröße:
Die Bandbreite im Kontext der Kommunikationstechnik und Datenübertragung bezeichnet die maximale Menge an Daten, die pro Zeiteinheit über einen bestimmten Kommunikationskanal (z.B. ein Netzwerkkabel, eine Funkverbindung) übertragen werden kann. Sie ist ein Maß für die „Kapazität“ oder „Geschwindigkeit“ einer Verbindung.
Die Bandbreite wird üblicherweise in Bit pro Sekunde (Bit/s) angegeben, oft mit Präfixen wie Kilobit pro Sekunde (kBit/s), Megabit pro Sekunde (MBit/s) oder Gigabit pro Sekunde (GBit/s). In der Netzwerktechnik ist sie gleichbedeutend mit der Datenübertragungsrate.
Es ist wichtig zu beachten, dass die tatsächliche „Nutzdatenrate“ (Throughput) aufgrund von Protokoll-Overhead, Netzwerklatenz, Fehlerwiederholungen und anderen Faktoren oft geringer ist als die theoretische maximale Bandbreite.
Relevanz in der Automatisierungstechnik:
In der industriellen Automatisierung ist die Bandbreite von Kommunikationssystemen (insbesondere bei Industrial Ethernet) ein entscheidender Faktor für die Leistung und Funktionalität einer Anlage:
- Echtzeitkommunikation: Für hochdynamische Anwendungen wie Motion Control oder Synchronisation von Achsen ist eine hohe Bandbreite in Kombination mit geringer Latenz unerlässlich, um die erforderlichen Daten in Echtzeit zu übertragen.
- Datenmenge: Die Bandbreite limitiert die Menge der Daten, die pro Zeiteinheit zwischen SPSen, Antrieben, Sensoren, HMI/SCADA-Systemen oder übergeordneten IT-Systemen ausgetauscht werden können. Bei der Übertragung großer Datenmengen (z.B. von Vision-Systemen, Qualitätsdaten, Diagnoseinformationen, Prozesshistorien) ist eine hohe Bandbreite notwendig.
- Netzwerklast: Eine unzureichende Bandbreite kann zu Netzwerküberlastung, Datenverlust, erhöhter Latenz und damit zu Problemen bei der Steuerung und Visualisierung führen.
- Industrie 4.0 und IIoT: Die zunehmende Vernetzung von Feldgeräten, der Einsatz von Cloud-Lösungen und Big Data-Analysen erfordern eine erheblich höhere Bandbreite als traditionelle Feldbussysteme. Sensoren liefern immer mehr Daten, die über das Netzwerk transportiert werden müssen.
- Anlagenverfügbarkeit: Eine ausreichende Bandbreite trägt zur Stabilität und Verfügbarkeit des gesamten Systems bei, da Engpässe vermieden werden.
Die Wahl des richtigen Industrial-Ethernet-Standards (z.B. PROFINET, EtherCAT, EtherNet/IP) und der passenden Netzwerkkomponenten (Switches, Kabel) ist entscheidend, um die benötigte Bandbreite für die jeweilige Automatisierungsanwendung zu gewährleisten.
→ Siehe auch: Industrial Ethernet, Echtzeitfähigkeit, Latenz, Kommunikation, IIoT (Industrial Internet of Things), Feldbus
