Definition und Funktion:
Ein Gateway (Tor, Übergang) ist eine Netzwerkkomponente, die als Vermittler zwischen zwei oder mehr unterschiedlichen Kommunikationssystemen fungiert. Seine Hauptaufgabe ist die Protokollkonvertierung, d.h., es übersetzt Datenpakete von einem Protokoll in ein anderes, sodass Geräte, die inkompatible Protokolle verwenden, miteinander kommunizieren können.
Im Gegensatz zu einem Router, der Daten zwischen verschiedenen IP-Netzwerken weiterleitet, oder einem Switch, der Geräte innerhalb desselben Ethernet-Segments verbindet, operiert ein Gateway oft auf höheren Ebenen des OSI-Modells und verändert den Inhalt der Nachrichten, um Kompatibilität zu gewährleisten.
Relevanz in der Automatisierungstechnik:
Gateways sind in der industriellen Automatisierung unverzichtbar, um die Kommunikation in heterogenen Systemlandschaften zu ermöglichen:
- Feldbus-zu-Feldbus-Kopplung: Verbindung von zwei unterschiedlichen Feldbussystemen (z.B. PROFIBUS zu CANopen), sodass Daten zwischen ihnen ausgetauscht werden können.
- Feldbus-zu-Industrial Ethernet-Kopplung: Ermöglicht die Anbindung älterer Feldbus-Geräte an moderne Industrial Ethernet-Netzwerke. Ein Gateway übersetzt dann die Feldbus-Daten in das Ethernet-Protokoll und umgekehrt.
- OT-zu-IT-Integration: Gateways werden oft als Brücke zwischen der Operational Technology (OT) und der Information Technology (IT) eingesetzt. Sie können industrielle Protokolle (z.B. Modbus RTU, PROFINET) in IT-freundliche Protokolle (z.B. OPC UA, MQTT, HTTP) umwandeln, um Daten an MES, ERP-Systeme oder Cloud-Dienste zu übertragen. Diese werden oft als IoT-Gateways oder Edge-Gateways bezeichnet.
- Schnittstellenkonvertierung: Um serielle Schnittstellen mit Ethernet zu verbinden.
- Diagnose-Zugriff: Gateways können auch den Remote-Zugriff auf Geräte in einem angebundenen Netzwerksegment ermöglichen.
Vorteile:
- Interoperabilität: Ermöglicht Kommunikation zwischen inkompatiblen Systemen.
- Investitionsschutz: Ermöglicht die Integration von Bestandsanlagen (Brownfield) in neue Architekturen.
- Flexibilität: Unterstützt den Aufbau komplexer, geschichteter Kommunikationsstrukturen.
- Netzwerksegmentierung: Kann auch zur logischen Trennung von Netzwerkbereichen beitragen.
Gateways sind somit Schlüsselkomponenten für die Vernetzung und Integration von Systemen in der modernen Industrie, insbesondere im Zeitalter der IT/OT-Konvergenz.
→ Siehe auch: Feldbus, Industrial Ethernet, IT/OT-Konvergenz, IoT Gateway, Edge Computing, Protokollkonvertierung
