Protokolle, Netze und Conformance-Nachweise 2026: Entscheidungsgrundlage für die Hardwareentwicklung industrieller Kommunikation bei OEMs.
Das Wichtigste in Kurzform
- Das TSN-Profil für die Industrieautomatisierung ist fertig. IEC/IEEE 60802:2026 wurde am 29. Juni 2026 in Edition 1.0 publiziert, nach fast vier Jahren Projektlaufzeit. Ein abgeschlossenes Zertifizierungsprogramm dafür gibt es noch nicht. Wer heute TSN-Hardware spezifiziert, kann sich auf die Norm berufen, aber noch nicht auf einen Konformitätsnachweis nach diesem Profil.
- Die Rechnerarchitektur entscheidet über die Rezertifizierungskosten. Nach dem Zertifizierungsleitfaden von PROFIBUS & PROFINET International löst bei einem Ein-Controller-Gerät bereits ein Bugfix in der Applikationssoftware einen Labortest aus. Bei einem Zwei-Controller-Gerät mit getrenntem Kommunikationsprozessor genügt für dieselbe Änderung eine Herstellererklärung. Das ist eine Hardwareentscheidung mit Lebenszykluswirkung.
- Verbreitungszahlen sind nur für einen Teil der Protokolle belegbar. PI veröffentlicht Knotenzahlen. ODVA und die Modbus Organization tun das nicht. Jede kursierende Gesamtmarktverteilung stammt aus einer Herstellerschätzung ohne offengelegte Methodik. Der Vergleich, den viele Auswahlmatrizen unterstellen, existiert als belastbare Zahl nicht.
- Beim Funk klafft die Lücke zwischen Erzählung und Zuteilungsregister. Von den 484 lokalen 5G-Zuteilungen im Band 3,7 bis 3,8 GHz entfallen 23 Prozent auf Metall und Elektronik, aber 31 Prozent auf Gesellschaft, Forschung und Entwicklung (Bundesnetzagentur, Stand November 2025).
- Conformance-Tests sind bei den großen Protokollen Pflicht und nicht Marketing. PROFINET-Zertifikate gelten drei Jahre und erlöschen bei jeder Änderung an Hardware oder Software des Geräts. Welcher Nachweis dann fällig wird, hängt von der Art der Änderung und von der Gerätearchitektur ab. Belege und Vorbehalte stehen im Abschnitt zum Nachweis.
Die Frage, die in Architekturrunden zu spät gestellt wird, lautet nicht „welches Protokoll?“. Sie lautet: „Was legt diese Entscheidung sonst noch fest?“ Ein Protokoll bringt eine Übertragungsphysik mit, eine Steckverbindernorm, ein Prüfverfahren, ein Testlabor, eine Zertifikatslaufzeit und eine Regel dafür, welche künftige Änderung an Ihrem Gerät den Nachweis wieder zunichtemacht. Diese Kette ist der eigentliche Gegenstand der Hardwareentwicklung für industrielle Kommunikation, und sie ist 2026 an mehreren Stellen in Bewegung geraten.
Grundlage sind öffentlich abrufbare Dokumente, überwiegend Primärquellen, geprüft im Juli 2026. Wo ersatzweise eine Sekundärquelle herangezogen wurde, ist sie im Methodikteil benannt. Wo eine gängige Angabe nicht belegbar war, steht der Hinweis darauf und kein Schätzwert. Das betrifft unter anderem die beiden Zahlen, die in fast jeder Darstellung zu diesem Thema auftauchen: die Synchronisationsgenauigkeit von einer Mikrosekunde und die prozentuale Marktverteilung der Industrial-Ethernet-Protokolle.
Inhalt: Drei Ebenen · Protokolllandschaft · TSN-Profil · Zwei Zeitdomänen · Übertragungsebene · Funk im Werk · Silizium · Nachweis · Rezertifizierung · Security · Verantwortungsschnitt · Checkliste · Häufige Fragen · Fazit · Methodik
Industrielle Kommunikationshardware ist die Baugruppe, die drei voneinander unabhängige Anforderungsebenen gleichzeitig erfüllen muss: eine Übertragungsphysik, ein Protokoll und einen Nachweis. Wer nur eine davon plant, plant zu kurz.
Die Übertragungsebene legt fest, was physikalisch über welche Distanz geht: Aderzahl, Reichweite, Speisung, Steckverbinder, Störfestigkeit, Explosionsschutz. Sie bestimmt den PHY, die Magnetics oder deren Wegfall, die Isolationsstrecken und den Steckverbinder auf der Frontplatte.
Die Protokollebene legt fest, wie die Kommunikationsteilnehmer sich verständigen: Zykluszeit, Determinismus, Adressierung, Diagnose, Gerätebeschreibung. Sie bestimmt, ob ein Standard-MAC genügt, ob eine dedizierte Kommunikations-Engine nötig ist und wie viel Rechenzeit die Applikation noch übrig behält.
Die Nachweisebene legt fest, wer bestätigt, dass beides funktioniert. Sie bestimmt das Prüfverfahren, das Testlabor, die Dauer des Zertifikats und die Bedingungen, unter denen es bei einer Änderung erlischt. Diese Ebene wird in Lastenheften am häufigsten übersprungen, und sie ist die einzige der drei, die nach dem Serienstart weiterläuft.
Eine verbreitete Fehlannahme ist, dass diese Ebenen frei kombinierbar seien. Sie sind es nicht. Ethernet-APL etwa ist keine Protokollentscheidung, sondern eine Entscheidung über die Übertragungsebene, die anschließend ein zusätzliches Physical-Layer-Prüfverfahren nach sich zieht: Nach Angabe von PI müssen Ethernet-APL-Geräte den Physical Layer Test bestehen, bevor die PROFINET-Zertifizierung überhaupt beginnen kann (PROFIBUS & PROFINET International, Test Labs, abgerufen am 28.07.2026). Die Ebenen greifen ineinander, und zwar in einer Reihenfolge, die Sie nicht bestimmen.
Für die Protokollverbreitung gibt es keine neutrale Marktzählung. Es gibt eine Nutzerorganisation, die Zahlen veröffentlicht, und mehrere, die das nicht tun. Dazu kommt ein Hersteller, dessen Schätzung ersatzweise durch die Fachpresse zirkuliert. Diese Asymmetrie ist für die Bewertung von Auswahlmatrizen wichtiger als die Zahlen selbst.
PROFIBUS & PROFINET International veröffentlicht jährlich Knotenzahlen. Für 2025 meldet der Verband 10,4 Millionen neu installierte PROFINET-Knoten bei einer kumulierten Installationsbasis von 89,2 Millionen, dazu 9,7 Millionen neue IO-Link-Geräte und Master-Ports bei 71 Millionen kumuliert, 1 Million neue PROFIBUS-Geräte bei 71 Millionen kumuliert, davon 0,7 Millionen PROFIBUS PA bei 18 Millionen kumuliert, sowie 2,8 Millionen neue PROFIsafe-Knoten bei 31,5 Millionen kumuliert (PI, Pressemitteilung vom 17.04.2026). Die Meldung nennt keine Erhebungsmethodik. Die Zahlen beruhen auf Meldungen der Mitgliedsunternehmen und sind nicht unabhängig auditiert. Sie sind belastbar als das, was der Verband veröffentlicht, nicht als Marktrealität.
ODVA veröffentlicht für EtherNet/IP keine vergleichbaren Installationszahlen. Weder auf den Verbandsseiten noch in den Pressemitteilungen zu den Jahresversammlungen 2025 und 2026 sind Knotenzahlen auffindbar. Die EtherCAT Technology Group weist prominent 8.914 Mitgliedsunternehmen aus (ETG, abgerufen am 28.07.2026). Eine öffentlich datierte Zahl konformitätsgeprüfter Geräte nennt sie nicht. Für Modbus TCP ist eine Zählung strukturell unmöglich, weil das Protokoll lizenzfrei und ohne Zertifizierungszwang implementierbar ist. Es gibt niemanden, der zählen könnte.
Damit bleibt für die Gesamtmarktverteilung nur die jährliche Schätzung eines Herstellers von Kommunikationsmodulen, die als Prozentverteilung durch die Fachpresse geht. Deren Methodik ist als Kombination aus Marktkenntnis, internen Daten und Rückmeldungen von Marktteilnehmern beschrieben, ohne Stichprobe, Grundgesamtheit oder Fehlerbetrachtung. Die zahlreichen Wiedergaben in Fachmedien gehen, soweit prüfbar, auf diese eine Quelle zurück und erhöhen ihre Belastbarkeit nicht. Für eine Architekturentscheidung ist die relevante Konsequenz unbequem, aber klar: Wenn Ihre Auswahlmatrix eine Zeile „Marktanteil“ enthält, steht dort eine Herstellerschätzung. Belastbarer ist die Frage, was Ihre konkreten Kunden in ihren Anlagen betreiben und welche Steuerungen dort stehen.
Eine strukturelle Angabe ist dagegen belegbar. PI hat die PROFINET-Spezifikation V2.5 im Jahr 2025 fertiggestellt (PI, Pressemitteilung vom 17.04.2026). Für die Hardwareplanung zählt die Spezifikationsversion mehr als jeder Marktanteil, weil sie über den Umfang der Prüfung entscheidet.
Das gemeinsame Profil von IEC und IEEE für Time-Sensitive Networking in der Industrieautomatisierung ist publiziert. IEC/IEEE 60802:2026 „Time-sensitive networking profile for industrial automation“ erschien am 29. Juni 2026 in Edition 1.0 (IEC Webstore, 29.06.2026), bestätigt durch die Projektseite der zuständigen IEEE-802.1-Arbeitsgruppe, die den Status als „Published Standard (2026-06-29)“ führt (IEEE 802.1 TSN Task Group, abgerufen am 28.07.2026). Zwei unabhängige Primärquellen, gleiches Datum.
Inhaltlich ist 60802 kein neuer Übertragungsstandard, sondern eine Auswahl. Nach dem Abstract der IEC selektiert das Profil Merkmale, Optionen, Konfigurationen, Vorgabewerte, Protokolle und Prozeduren von Bridges, Endstationen und LANs für die Industrieautomatisierung und spezifiziert zusätzlich YANG-Module für maschinenlesbare Datenblätter und Remote Procedure Calls. Der praktische Wert liegt genau in dieser Einschränkung: TSN als Baukasten war für Gerätehersteller unbrauchbar, weil zwei konforme Geräte trotzdem nicht zusammenarbeiten mussten. Ein Profil legt fest, welche Teilmenge alle unterstützen.
Diese Lücke zwischen publizierter Norm und verfügbarem Konformitätsnachweis gehört in die Terminplanung. Das Component Certification Program der Avnu Alliance prüft bislang schwerpunktmäßig Zeitsynchronisation nach IEEE 802.1AS und Scheduled Traffic. Programme für Industriegeräte auf Basis des 60802-Profils sind angekündigt, aber nicht abgeschlossen (Avnu Alliance, abgerufen am 28.07.2026). Registrierte Testeinrichtungen bestehen unter anderem in Karlsruhe, Taipeh, Tokio und Santa Clara. Für ein Gerät, das 2027 ausgeliefert wird, heißt das: Die Norm können Sie referenzieren, den Profilnachweis nach heutigem Stand nicht.
Drei terminologische Fallen kosten in Lastenheften regelmäßig Zeit. Erstens sind die klassischen TSN-Ergänzungen keine eigenständigen Dokumente mehr. Credit Based Shaper (802.1Qav), Time-Aware Shaper (802.1Qbv), Frame Preemption (802.1Qbu), Per-Stream Filtering and Policing (802.1Qci) und Cyclic Queuing and Forwarding (802.1Qch) sind in IEEE 802.1Q aufgegangen, und die aktuelle Basisrevision ist 802.1Q-2022 (IEEE 802.1 TSN Task Group, abgerufen am 28.07.2026). Eine Anforderung „802.1Qbv-konform“ referenziert 2026 auf ein Amendment, das seit 802.1Q-2018 nicht mehr eigenständig geführt wird. Zweitens ist die aktuelle Fassung der Synchronisationsnorm IEEE 802.1AS-2025 und nicht mehr die vielzitierte Ausgabe von 2020 (IEEE 802.1 TSN Task Group, Liste der publizierten Standards, abgerufen am 28.07.2026). Drittens ist Frame Preemption eine gemeinsame Angelegenheit von 802.1 und 802.3, weil das MAC-Merge-Sublayer auf der 802.3-Seite liegt. Wer nur die 802.1-Seite spezifiziert, spezifiziert die halbe Funktion.
Für die Hardwareentwicklung folgt daraus eine nüchterne Konsequenz: TSN-Fähigkeit ist keine Eigenschaft, die man einem Baustein per Datenblattzeile abliest. Sie ist eine Menge von Einzelfunktionen, die im Profil ausgewählt sind, und die Frage lautet, welche davon der Switch-Kern und der MAC in Hardware unterstützen und welche die Firmware nachbilden muss.
Industrielle Zeitsynchronisation braucht zwei getrennte Domänen gleichzeitig, und das ist eine Hardwareanforderung, keine Konfigurationsfrage. Das Use-Cases-Dokument der 60802-Arbeitsgruppe unterscheidet ausdrücklich zwischen der Universal-Time-Domäne, also der auf eine weltweit abgeglichene Zeitskala bezogenen Wanduhrzeit, und der Working-Clock-Domäne, deren Zeitskala willkürlich gewählt ist und dazu dient, Aktionen linien-, zellen- oder maschinenweit auszurichten (IEEE 802.1, „Use Cases IEC/IEEE 60802“, V1.3 vom 13.09.2018). Als Quelle der Universal Time dienen typischerweise Satellitensysteme, als Quelle der Working Clock eine Steuerung, ein Motion Controller oder eine numerische Steuerung.
Roboter, Motion Control und alle getakteten Anwendungen hängen laut diesem Dokument an der Working Clock, nicht an der Wanduhrzeit. Sollen mehrere Steuerungen dieselbe Working-Clock-Zeitskala teilen, ist eine dauerhaft aktive Station als Grandmaster vorzusehen.
Praktisch heißt das für den Geräteentwurf: Ihr Kommunikationsbaustein muss unter Umständen zwei gPTP-Domänen parallel bedienen, mit getrennten Zeitstempeleinheiten oder zumindest einer Hardware-Zeitstempelung, die beide Domänen sauber trennt. Eine Software-Zeitstempelung im Interrupt-Kontext ist dafür der falsche Ansatz, weil sie die Jitter-Anteile des Betriebssystems in die Messung trägt. Ob der Baustein das kann, steht nicht unter der Überschrift „TSN“ im Datenblatt, sondern in der Beschreibung der Zeitstempeleinheiten und der Anzahl unterstützter PTP-Instanzen.
Einen belastbaren Zahlenwert für die geforderte Synchronisationsgenauigkeit kann dieser Beitrag nicht nennen. Die in Fachbeiträgen verbreitete Angabe von einer Mikrosekunde ließ sich in den öffentlich abrufbaren IEEE-Dokumenten nicht auffinden, und der Normtext selbst ist kostenpflichtig. Wer die Zahl als Anforderung in ein Lastenheft schreibt, sollte sie aus dem erworbenen Normtext belegen und nicht aus der Sekundärliteratur.
Single Pair Ethernet löst kein Protokollproblem, sondern ein Verkabelungs- und Reichweitenproblem. IEEE 802.3cg-2019 definiert mit 10BASE-T1L eine Vollduplex-Punkt-zu-Punkt-Übertragung mit 10 Mbit/s über eine einzelne verdrillte Doppelader und einer Reichweite bis 1.000 Meter (IEEE SA, 802.3cg-2019, genehmigt am 07.11.2019). Derselbe Standard enthält mit 10BASE-T1S eine Multidrop-Variante für kurze Distanzen. Die beiden werden in Lastenheften häufig verwechselt, obwohl sie topologisch das Gegenteil voneinander sind.
Am kurzen Ende steht IEEE 802.3bw-2015 mit 100BASE-T1: 100 Mbit/s über eine einzelne symmetrische Doppelader, Linksegment bis 15 Meter (IEEE SA, 802.3bw-2015). Der Spannweitenunterschied zwischen 15 und 1.000 Metern ist der eigentliche Grund, warum „Single Pair Ethernet“ als Sammelbegriff in einer Spezifikation nichts verloren hat.
Auf der Bauteilseite ist die Übertragungsebene inzwischen unauffällig geworden, und das ist die eigentliche Nachricht. Analog Devices gibt für den 10BASE-T1L-Transceiver ADIN1100 eine Leistungsaufnahme von 39 Milliwatt und eine Reichweite von bis zu 1.700 Metern bei aktivierter Autonegotiation an. Der Baustein unterstützt die in IEEE 802.3cg definierten Sendepegel von 1,0 und 2,4 Volt Spitze-Spitze und arbeitet an einer einzelnen Versorgung von 1,8 oder 3,3 Volt (Analog Devices, ADIN1100, abgerufen am 28.07.2026). Die 1.700 Meter sind eine Herstellerangabe oberhalb der Normreichweite und damit kein zusicherungsfähiger Auslegungswert für ein Gerät, das sich auf 802.3cg beruft.
Ethernet-APL setzt auf 10BASE-T1L auf und ergänzt es um den Explosionsschutz der Prozessindustrie. Die Initiative nennt eine Trunk-and-Spur-Topologie mit bis zu 1.000 Metern Kabellänge, bis zu 50 Feldgeräten und bis zu 500 Milliwatt je Feldgerät, aufbauend auf IEEE 802.3cg und IEC 60079-47 (Ethernet-APL Initiative, abgerufen am 28.07.2026). Getragen wird die Spezifikation gemeinsam von FieldComm Group, ODVA, OPC Foundation und PI. Die vielzitierten Zonenangaben für den Ex-Bereich stehen auf dieser Primärseite nicht. Wer sie im Lastenheft braucht, braucht dafür einen eigenen Beleg.
Beim Steckverbinder ist die Lage unübersichtlicher, als Produktbroschüren nahelegen. IEC 63171-6 wurde am 23. Januar 2020 durch das IEC-Unterkomitee SC 48B veröffentlicht und ist in die Verkabelungsnormen der Reihe ISO/IEC 11801 eingearbeitet. Die zugehörige Steckverbindung ist für die Umgebungsklasse M3I3C3E3 nach dem MICE-Schema qualifiziert, also für Industrieumgebungen, die mechanisch, hinsichtlich eindringender Fremdstoffe, klimatisch-chemisch und elektromagnetisch anspruchsvoll sind (Automation.com, 23.01.2020). Die Normenreihe IEC 63171 umfasst mehrere Teile mit unterschiedlichen Steckgesichtern, und welches davon sich in welchem Marktsegment durchsetzt, ist offen. Der verfügbare Beleg stammt aus einer Fachmeldung, die auf den einreichenden Hersteller zurückgeht, und eine neutrale Primärdarstellung des Stands der gesamten Reihe war nicht abrufbar. Wer eine Frontplatte konstruiert, sollte das Steckgesicht deshalb mit dem Endkunden festschreiben und nicht aus der Normenreihe ableiten.
Wie sich das in konkreten Anwendungen niederschlägt, behandeln unsere Beiträge zu Single Pair Ethernet als Grundlage für das industrielle IoT und zu Single Pair Ethernet in der Gebäudeautomation. Die Technologieübersicht steht auf der Seite Single Pair Ethernet.
Die deutschen Zuteilungszahlen für lokale 5G-Netze widersprechen der verbreiteten Erzählung vom flächendeckenden industriellen Campusnetz. Die Bundesnetzagentur weist für das Band 3.700 bis 3.800 MHz insgesamt 484 gestellte Anträge und 484 erteilte Zuteilungen aus (Bundesnetzagentur, „Übersicht der Zuteilungsinhaber für Frequenzzuteilungen für lokale Frequenznutzungen“, Stand November 2025). Das ist eine amtliche Vollerhebung, keine Umfrage.
Aufschlussreich ist die Branchenverteilung, die dasselbe Dokument in Abbildung 1 als gerundete Prozentanteile ausweist. Auf Metall und Elektronik entfallen 23 Prozent der Zuteilungen, auf Gesellschaft, Forschung und Entwicklung dagegen 31 Prozent und auf Telekommunikation, IT und Dienstleistungen 28 Prozent. Verkehr und Logistik kommen auf 6 Prozent, Chemie und Rohstoffe auf 5 Prozent, Pharma und Gesundheit auf 3 Prozent, Medien sowie Energie und Umwelt auf je 2 Prozent (Bundesnetzagentur, ebd., Abbildung 1). Die acht Anteile summieren sich auf 100 Prozent.
Für die Produktplanung heißt das zweierlei. Erstens ist der adressierbare Bestand an industriellen Campusnetzen in Deutschland kleiner, als die Zahl 484 suggeriert, weil ein erheblicher Teil davon Forschungs- und Erprobungsnetze sind. Zweitens ist die amtliche Momentaufnahme älter als der Redaktionsstand dieses Beitrags: Die Bundesnetzagentur hatte am 28. Juli 2026 keine neuere Fassung verlinkt. Wer die Zahl verwendet, muss sie mit dem Stand November 2025 kennzeichnen.
Bei WLAN begrenzt die Regulierung den industriellen Einsatzbereich im 6-GHz-Band spürbar. Der Durchführungsbeschluss (EU) 2021/1067 vom 17. Juni 2021 harmonisiert das untere 6-GHz-Band von 5.945 bis 6.425 MHz für drahtlose Zugangssysteme. Der Anhang unterscheidet zwei Gerätekategorien, und diese Unterscheidung entscheidet über die Einsetzbarkeit im Werk. Low Power Indoor ist auf Innenräume beschränkt und darf eine maximale mittlere EIRP von 23 dBm bei einer maximalen mittleren EIRP-Dichte von 10 dBm/MHz nutzen. Very Low Power darf innen und außen betrieben werden, aber nur mit einer maximalen mittleren EIRP von 14 dBm bei 1 dBm/MHz Dichte (EUR-Lex, Durchführungsbeschluss (EU) 2021/1067, Anhang, 17.06.2021). Für Hallenkräne, Außenanlagen und weiträumige Werksgelände bleibt damit nur die Very-Low-Power-Kategorie, und deren 14 dBm entsprechen gut einem Achtel der im Innenraum zulässigen Sendeleistung. Wer in einem Lastenheft die EIRP mit der EIRP-Dichte vermischt, verfehlt den Grenzwert um mehr als eine Zehnerpotenz.
Auf der Mobilfunkseite lohnt Geduld. 3GPP Release 19 wurde im Dezember 2025 eingefroren. Release 20 ist in einen 5G-Advanced- und einen frühen 6G-Studienzweig geteilt, mit finalem Stage-2-Freeze im September 2026, Stage 3 im März 2027 und ASN.1-Freeze im Juni 2027 (3GPP, Release 20, ergänzt durch den offiziellen ATIS-Webinarfoliensatz vom April 2026). Produktrelevante Industriefunktionen aus Release 20 sind vor 2027 nicht zu erwarten, realistisch eher ab 2028. Der direkte Abruf von 3gpp.org war während der Recherche gesperrt. Die Angaben stammen aus den Suchindexfassungen der 3GPP-eigenen Seiten und dem ATIS-Foliensatz.
Für die Umsetzung eines Industrial-Ethernet-Anschlusses in Hardware gibt es vier gängige Wege, und sie unterscheiden sich weniger in der Leistung als in dem, was sie für den Rest des Produktlebens festlegen.
| Weg | Was es ist | Stärke | Was es festlegt |
|---|---|---|---|
| Standard-MCU mit Software-Stack | Allgemeiner Controller, Protokoll vollständig in Software | Niedrigste Bauteilkosten, volle Kontrolle über den Stack | Protokollwechsel ist ein Firmwareprojekt, harte Zykluszeiten sind begrenzt, und Applikation sowie Kommunikation teilen sich die Rechenzeit |
| Multiprotokoll-SoC mit Kommunikations-Engine | Applikationsprozessor mit dedizierter, programmierbarer Kommunikationseinheit | Ein Hardwaredesign trägt mehrere Protokolle | Bindung an das Ökosystem und die Stack-Lieferkette des Halbleiterherstellers |
| Companion-ASIC oder Kommunikationsmodul | Fest verdrahteter Protokollbaustein oder aufgestecktes Modul neben dem Hauptcontroller | Protokoll ist vom Applikationsentwurf entkoppelt, Zertifikat oft vorhanden | Zusätzlicher Baustein, zusätzliche Schnittstelle, Abhängigkeit von einem Anbieter |
| FPGA | Protokolllogik in programmierbarer Logik | Frei wählbare Portzahl, Sonderfunktionen, sehr niedrige und vorhersagbare Latenz | Eigene Verifikationskette, Toolchain-Bindung, höherer Entwurfsaufwand |
Der mittlere Weg ist der, der in den letzten Jahren an Boden gewonnen hat, weil er die Protokollentscheidung aus der Leiterplatte heraus in die Firmware verlagert. Texas Instruments etwa kombiniert in der AM64x-Familie zwei Instanzen der Gigabit- und TSN-fähigen Kommunikationseinheit PRU-ICSSG mit bis zu zwei Cortex-A53-Kernen, bis zu vier Cortex-R5F-Kernen und einem Cortex-M4F und stellt dafür Protokollstacks für EtherCAT SubDevice, PROFINET Device, EtherNet/IP Adapter und IO-Link Master bereit (Texas Instruments, AM6442, abgerufen am 28.07.2026). Ein Hardwaredesign, mehrere Protokollvarianten: Das ist für OEMs attraktiv, die dieselbe Baugruppe an Kunden mit unterschiedlichen Steuerungswelten liefern.
Der FPGA-Weg bleibt dort im Vorteil, wo die Portzahl, die Latenz oder eine Sonderfunktion außerhalb des Angebots liegt, das die Halbleiterhersteller in Standardbausteinen abbilden. Das betrifft in der Praxis vor allem Geräte mit vielen Ports, mit gemischten Übertragungsmedien oder mit Protokollen, für die es keine Standardimplementierung gibt. Zum Entwurfsweg über programmierbare Logik führt unsere Seite zum FPGA-Design weiter.
Was in allen vier Fällen zu früh entschieden und zu spät geprüft wird, ist die Aufteilung zwischen Kommunikation und Applikation. Genau daran hängt der Nachweis, und darum geht es in den beiden folgenden Abschnitten.
Bei den drei großen Industrial-Ethernet-Familien ist der Konformitätsnachweis verbindlich, herstellerunabhängig und an ein akkreditiertes Labor gebunden. Selbstzertifizierung ist bei keiner davon vorgesehen. Das unterscheidet die Protokollebene grundlegend von der CE-Konformität, wo der Hersteller in weiten Teilen selbst erklärt.
Die Zertifizierung ist für PROFINET- und PROFIsafe-Produkte verpflichtend. Geprüft wird in einem PI Test Laboratory, das Zertifikat stellt anschließend das PI Certification Office auf Basis des Prüfberichts aus. Die Gültigkeit beträgt drei Jahre, gerechnet ab dem Datum des Prüfberichts, und lässt sich unter Auflagen verlängern. Dafür ist spätestens drei Monate nach Ablauf eine Herstellererklärung vorzulegen, die die unveränderte Konformität des Produkts in Hardware und Software gegenüber dem geprüften Muster bestätigt (PI, „How to get a certificate for a PROFINET-device“, Fassung V1.6, abgerufen über profibus.com am 28.07.2026). Der Prüfumfang leitet sich aus den Einträgen der GSD-Datei ab, darunter die Conformance Class mit den zulässigen Werten A, B oder C. Das Prüfmuster muss ein Seriengerät sein, und nur Geräte mit spezifizierten Steckverbindern sind zertifizierbar. Für die Prüfung stehen neun PI Test Labs in fünf Ländern zur Verfügung, fünf davon in Deutschland, je eines in China, Tschechien, Japan und den USA (PI, Test Labs, abgerufen am 28.07.2026).
Jedes Produkt mit ODVA-Technologie ist einer herstellerunabhängigen, von ODVA administrierten Konformitätsprüfung zu unterziehen, und das Ergebnis ist eine Declaration of Conformity. Lizenznehmer haben sich vertraglich verpflichtet, diese Erklärungen für ihre Produkte zu erwerben und aufrechtzuerhalten. Vor der Beauftragung der Prüfung ist ein Abonnement der Protocol Conformance Test Software zu erwerben, und die Vorlaufzeit für Prüfdienstleistungen kann bis zu acht Wochen betragen (ODVA, Conformance Testing, abgerufen am 28.07.2026).
Ein Gerät muss den Protokolltest mit dem Conformance Test Tool zum Zeitpunkt seiner ersten Markteinführung bestehen. Das Werkzeug ist ein Produkt von Beckhoff Automation und wird im Abonnement lizenziert. Das Zertifikat stellt die EtherCAT Technology Group aus, wenn das Gerät in einem offiziellen EtherCAT Test Center sowohl den Konformitäts- als auch den Interoperabilitätstest besteht. Akkreditierte Test Center bestehen in Deutschland, Japan, China und Nordamerika (ETG, Conformance, abgerufen am 28.07.2026). Zur Protokollfamilie und ihrer Sicherheitserweiterung führen unsere Seiten zu EtherCAT und zur funktionalen Sicherheit über EtherCAT weiter.
Ein vierter Nachweisweg liegt außerhalb dieser drei Familien. Die Zertifizierung für Controller nach OPC UA Field eXchange startete am 12. November 2024 mit der Aufnahme der UAFX-Prüffähigkeit in das Compliance Test Tool der OPC Foundation (OPC Foundation, 12.11.2024). Zu beachten ist der Zuschnitt: Der 2022 freigegebene erste Satz der UAFX-Spezifikationen adressiert die Kommunikation zwischen Steuerungen. Eine Primärquelle, die eine Veröffentlichung der Teile für Controller-to-Device oder Device-to-Device bis Juli 2026 belegt, war nicht auffindbar. Wer heute ein Feldgerät mit UAFX plant, plant auf einer Spezifikation, deren einschlägiger Teil öffentlich nicht nachweisbar vorliegt.
Zwei Konsequenzen für die Terminplanung sind unabhängig vom gewählten Protokoll. Erstens ist der Zertifizierungstest kein Abschlussereignis, sondern ein Entwicklungswerkzeug: PI empfiehlt ausdrücklich, das Testbundle während der gesamten Entwicklung einzusetzen, weil Änderungen am Gerät früh erheblich billiger sind. Zweitens gehören Vorlaufzeiten von mehreren Wochen und die Verfügbarkeit eines Seriengeräts als Prüfmuster in den Terminplan, nicht in die Restrisikoliste.
Hier liegt der Punkt, an dem eine scheinbar rein technische Architekturentscheidung zu einer Kostenentscheidung über den gesamten Produktlebenszyklus wird. Der PI-Zertifizierungsleitfaden regelt Retests nicht pauschal, sondern getrennt nach Gerätearchitektur, und er unterscheidet dabei ausdrücklich zwischen Ein-Controller- und Zwei-Controller-Systemen.
Ein 1-µC-System ist nach dieser Definition ein Gerät, bei dem Kommunikationsprogramm, Betriebssystem und Applikationssoftware auf demselben Controller und derselben Hardware laufen. Der Leitfaden hält dazu fest, dass jede Änderung in Software oder Hardware auch die Applikation beeinflussen kann. Ein 2-µC-System trennt Kommunikationsteil und Applikationsteil auf verschiedene Controller und Hardwarebereiche, typischerweise mit einem Dual-Ported Memory als Übergabeschnittstelle. Für diesen Fall hält der Leitfaden fest, dass Änderungen an Software oder Hardware des Kommunikationsteils die Applikation nicht beeinflussen, solange die Schnittstelle kompatibel bleibt.
Aus dieser Unterscheidung folgt eine unterschiedliche Retest-Pflicht bei identischer Änderung:
| Änderung am bereits zertifizierten Gerät | 1-µC-System | 2-µC-System |
|---|---|---|
| Hardwareänderung mit Einfluss auf den Kommunikationsteil | Voll- oder Teiltest im PI Test Lab | Voll- oder Teiltest im PI Test Lab |
| Hardwareänderung ohne Einfluss auf den Kommunikationsteil | Herstellererklärung | Herstellererklärung |
| Bugfix in der Kommunikationssoftware | Voll- oder Teiltest im PI Test Lab | Voll- oder Teiltest im PI Test Lab |
| Bugfix in der Applikationssoftware | Voll- oder Teiltest im PI Test Lab | Herstellererklärung, sofern der Kommunikationsteil nicht betroffen ist |
| Neue GSD-Module | kein Test | kein Test |
| Produktvariante bei identischer Firmware | Herstellererklärung | Herstellererklärung |
| Produktvariante bei geänderter Firmware | Voll- oder Teiltest im PI Test Lab | Voll- oder Teiltest im PI Test Lab |
Quelle: PI, „How to get a certificate for a PROFINET-device“, Fassung V1.6, Abschnitte 9.5.2 und 9.5.3, abgerufen über profibus.com am 28.07.2026. Bei einer Herstellererklärung genügt eine schriftliche Bestätigung an das PI Certification Office, dass das Produkt mit dem PROFINET-Tester geprüft wurde und kein Fehlverhalten zeigt.
Der Befund in einem Satz: In einem Ein-Controller-Gerät löst jeder Bugfix in der Applikationssoftware einen Labortest aus, in einem Zwei-Controller-Gerät dieselbe Änderung nur eine Herstellererklärung, sofern die Kommunikationsschnittstelle unberührt bleibt.
Rechnen Sie das gegen einen realistischen Produktlebenszyklus. Ein Gerät, das über sechs Jahre hinweg zwei Applikations-Bugfixes und ein Funktionsupdate pro Jahr erhält, sammelt in der Ein-Controller-Variante rund achtzehn Anlässe für einen Labortest an. In der Zwei-Controller-Variante bleiben davon nur diejenigen übrig, die den Kommunikationsteil tatsächlich berühren. Hinzu kommt, dass jedes Zertifikat ohnehin nach drei Jahren ausläuft und jede Änderung an Hardware oder Software des Geräts es vorher ungültig macht.
Der Preis der Trennung ist bekannt: ein zusätzlicher Baustein, eine zusätzliche Schnittstelle, mehr Leiterplattenfläche, mehr Stromaufnahme, höhere Materialkosten. Diese Kosten fallen in der Stückliste auf und werden in Kostenrunden zuverlässig diskutiert. Die Rezertifizierungskosten fallen erst nach dem Serienstart an, stehen in keiner Stückliste und werden deshalb selten gegengerechnet. Genau deshalb lohnt es sich, die Frage vor dem Schaltplan zu stellen und nicht nach dem ersten Feldupdate.
Zwei Einschränkungen gehören zu diesem Befund. Erstens ist die zitierte Leitfadenfassung V1.6 mit einem Copyright von 2017 gekennzeichnet. Sie ist die Fassung, die PI zum Abrufzeitpunkt bereitstellt, aber sie ist nicht mehr aktuell. Zweitens gilt die Regelung für PROFINET und PROFIsafe. ODVA und ETG veröffentlichen keine vergleichbare, öffentlich abrufbare Retest-Matrix nach Gerätearchitektur, weshalb sich die Rechnung nicht ohne Weiteres auf EtherNet/IP oder EtherCAT übertragen lässt. Wer dort plant, sollte die Retest-Regeln vor der Architekturentscheidung beim jeweiligen Verband erfragen.
Cybersicherheit ist für Kommunikationskomponenten seit 2026 eine Hardwareanforderung mit Terminen und nicht mehr eine Softwarezusage. Zwei Regelwerke greifen ineinander.
IEC 62443-4-2 definiert technische Sicherheitsanforderungen an Komponenten industrieller Automatisierungssysteme entlang von sieben Foundational Requirements und vier Security Levels von SL 1 bis SL 4. Die Norm unterscheidet vier Komponentenklassen, darunter ausdrücklich Netzwerkkomponenten. Industrielle Switches, Gateways und Kommunikationsmodule fallen in genau diese Klasse (IEC SyC Smart Energy, abgerufen am 28.07.2026). Wichtig für die Fassungsangabe im Lastenheft: Die Norm liegt weiterhin in der Ausgabe von 2019 vor. Auf europäischer Ebene läuft mit EN IEC 62443-4-2:2019/prAA:2026 ein Änderungsentwurf, der als Entwurf keine geltende Norm ist (Katalogeintrag eines Normenhändlers, iTeh Standards, abgerufen am 28.07.2026). Der CENELEC-Katalog war nicht abrufbar. Wer „IEC 62443-4-2:2025“ schreibt, meint inhaltlich die Fassung von 2019.
Der Cyber Resilience Act, Verordnung (EU) 2024/2847 vom 23. Oktober 2024, ist am 10. Dezember 2024 in Kraft getreten (EUR-Lex). Die Meldepflichten gelten ab dem 11. September 2026, die Hauptpflichten mit grundlegenden Cybersicherheitsanforderungen, Konformitätsbewertung, CE-Kennzeichnung und technischer Dokumentation ab dem 11. Dezember 2027 (Europäische Kommission, abgerufen am 28.07.2026). Der erste dieser Termine liegt sechs Wochen nach dem Redaktionsstand dieses Beitrags.
Parallel ist die NIS2-Umsetzung in Deutschland abgeschlossen. Das NIS-2-Umsetzungsgesetz trat Anfang Dezember 2025 in Kraft, ohne Übergangsfristen für die Umsetzung der Sicherheitsmaßnahmen. Die Registrierung betroffener Einrichtungen über das BSI-Meldeportal war nach der Ankündigung des BSI ab Anfang Januar 2026 vorgesehen (BSI, Pressemitteilung vom 05.12.2025). Das betrifft OEMs doppelt: als möglicherweise selbst betroffene Einrichtungen und als Lieferanten von Kunden, die es sind und die Anforderungen weitergeben.
Für die Hardware bedeutet das konkret, dass Anforderungen wie ein verifizierter Startvorgang, eine geschützte Ablage kryptografischer Schlüssel und eine belastbare Identität des Geräts in die Bauteilauswahl gehören und nicht in ein späteres Firmware-Release. Ein Controller ohne geeignete Schlüsselablage lässt sich nicht per Software nachrüsten. Welche Nachweise dabei zusammenkommen müssen, behandelt unsere Seite zur Produkt-Security.
Die Hardwareentwicklung für industrielle Kommunikation ist 2026 zu großen Teilen Nachweisarbeit. Die Schaltung ist der kleinere Teil. Der größere besteht darin, die drei Ebenen so aufeinander abzustimmen, dass der Nachweis am Ende trägt und nach dem ersten Feldupdate nicht zusammenbricht.
Vier Festlegungen bestimmen dabei den Aufwand, und alle vier fallen vor dem Schaltplan.
Ein Entwicklungspartner kann diese Kette entwerfen und aufbauen, die Prüfungen vorbereiten und begleiten und am Ende die Nachweise erzeugen. Die Pflichten wandern nicht mit. Hersteller im Sinne des Cyber Resilience Act bleibt, wer das Produkt unter eigenem Namen in Verkehr bringt. Konformitätserklärung, technische Dokumentation und Meldepflicht bleiben beim OEM, unabhängig davon, wer entwickelt hat. Deshalb ist die Frage, welche Nachweise in welcher Form übergeben werden, ein Vertragsgegenstand: Prüfberichte, Zertifikate und ihre Laufzeiten, Prüfmittelbeschreibungen, die Zuordnung von Vendor-ID und Device-ID, die Gerätebeschreibungsdateien und die Regeln für den nächsten Retest.
Unser eigener Schwerpunkt liegt auf der Übertragungs- und Schaltungsebene dieser Kette, von Single Pair Ethernet über G.hn und Nessum, vormals HD-PLC bis zu FPGA-basierten Sonderlösungen mit hoher Portzahl. Wie Sie diese Übertragungsstrecken in Ihrer Anlage einsetzen, wissen Sie besser als wir. Den Weg von der Validierung bis zur Serienfreigabe ordnet terminlich der Beitrag Kommunikationshardware zur Serie: Termine und Freigaben.
Die Liste ist als Arbeitsvorlage gedacht. Jeder Punkt lässt sich mit ja oder nein beantworten, und ein „teilweise“ ist ein offener Punkt.
Wenn Sie diese Punkte gegen ein laufendes Projekt halten möchten: sprechen Sie uns zur Architektur Ihrer Kommunikationsbaugruppe an.
Sie ersetzt eine Auswahlentscheidung durch eine Referenz. Vor der Publikation musste jedes Projekt selbst festlegen, welche TSN-Einzelfunktionen in welcher Konfiguration unterstützt werden. Seit dem 29. Juni 2026 gibt es dafür ein publiziertes Profil, auf das sich beide Seiten eines Lastenhefts berufen können. Was die Publikation nicht liefert, ist ein Konformitätsnachweis: Ein abgeschlossenes Zertifizierungsprogramm nach dem Profil lag zum 28. Juli 2026 nicht vor.
Bei PROFINET, PROFIsafe und den ODVA-Technologien ja. PI erklärt die Zertifizierung für PROFINET- und PROFIsafe-Produkte für verpflichtend und sieht keine Selbstzertifizierung vor. ODVA verpflichtet seine Lizenznehmer vertraglich darauf, für ihre Produkte eine Declaration of Conformity zu erwerben und aufrechtzuerhalten. Bei EtherCAT muss ein Gerät den Protokolltest zum Zeitpunkt der ersten Markteinführung bestehen. Bei Modbus TCP existiert kein Zertifizierungszwang, was zugleich der Grund dafür ist, dass sich seine Verbreitung nicht zählen lässt.
Drei Jahre ab dem Datum des Prüfberichts. Jede Änderung an Hardware oder Software des Geräts macht das Zertifikat ungültig und löst einen Retest aus, dessen Umfang von der Art der Änderung und der Gerätearchitektur abhängt. Nicht jede Anpassung im Umfeld des Geräts zählt dazu: Eine neue GSD-Moduldatei erfordert nach der Retest-Matrix von PI keinen Test. Eine Verlängerung ist möglich, wenn spätestens drei Monate nach Ablauf eine Herstellererklärung über die unveränderte Konformität in Hardware und Software vorgelegt wird.
Das hängt davon ab, wie oft die Applikationssoftware nach dem Serienstart geändert wird. Nach dem PI-Leitfaden erzwingt in einem Ein-Controller-Gerät bereits ein Bugfix in der Applikationssoftware einen Voll- oder Teiltest im Prüflabor, während in einem Zwei-Controller-Gerät dieselbe Änderung mit einer Herstellererklärung abgedeckt ist, solange der Kommunikationsteil unberührt bleibt. Bei einem Gerät mit langem Lebenszyklus und regelmäßigen Applikationsupdates trägt sich der zusätzliche Baustein häufig über die eingesparten Labortests. Bei einem Gerät, dessen Software nach dem Serienstart praktisch eingefroren wird, nicht.
Nur eingeschränkt. PI veröffentlicht jährlich Knotenzahlen ohne Angabe einer Erhebungsmethodik, ODVA veröffentlicht keine, und für Modbus TCP ist eine Zählung strukturell unmöglich. Die durch die Fachpresse zirkulierende Gesamtverteilung stammt aus der Schätzung eines Herstellers von Kommunikationsmodulen, deren Methodik als Kombination aus Marktkenntnis und internen Daten beschrieben ist, ohne Stichprobe oder Grundgesamtheit. Für eine Auswahlentscheidung ist die Steuerungslandschaft der eigenen Kunden die belastbarere Grundlage.
Für die Working-Clock-Domäne in getakteten Anwendungen nicht. Software-Zeitstempelung trägt den Jitter des Betriebssystems in die Messung und ist deshalb für Motion Control und isochrone Anwendungen ungeeignet. Zu prüfen ist im Datenblatt nicht die Überschrift „TSN“, sondern die Beschreibung der Zeitstempeleinheiten und die Zahl der parallel unterstützten PTP-Instanzen, weil industrielle Anlagen nach dem Use-Cases-Dokument der 60802-Gruppe zwei Zeitdomänen gleichzeitig führen.
Industrielle Kommunikationshardware zu verstehen heißt 2026 vor allem, die Nachweiskette zu verstehen, die an jeder Protokoll- und Übertragungsentscheidung hängt. Das TSN-Profil IEC/IEEE 60802 ist seit dem 29. Juni 2026 publiziert und schließt eine lange offene Lücke in der Spezifizierbarkeit, ohne die Lücke beim Konformitätsnachweis bereits zu schließen. Auf der Übertragungsebene ist Single Pair Ethernet bauteilseitig unauffällig geworden, während die Steckverbindernormung uneinheitlich bleibt. Beim Funk zeigt das amtliche Zuteilungsregister ein nüchterneres Bild als die Fachdebatte.
Die belastbarste Erkenntnis für die Entwicklungsplanung steht jedoch nicht in einer Norm, sondern in einem Zertifizierungsleitfaden. Weil ein PROFINET-Zertifikat drei Jahre gilt und bei jeder Änderung an Hardware oder Software des Geräts erlischt, und weil die Retest-Pflicht bei identischer Änderung von der Trennung zwischen Kommunikations- und Applikationsteil abhängt, ist die Rechnerarchitektur einer Kommunikationsbaugruppe eine Entscheidung über Lebenszykluskosten und nicht nur über Rechenleistung.
Drei Schritte lohnen sich vor der nächsten Architekturfestlegung.
Alle drei sind vor dem Layout billig und danach teuer.
Weitere Fachbeiträge finden Sie im Teleconnect-Blog.
Grundlage dieses Beitrags sind ausschließlich öffentlich abrufbare Dokumente, geprüft im Juli 2026. Ausgewertet wurden Normungsdokumente und Projektseiten von IEC und IEEE, die Veröffentlichungen der Nutzerorganisationen PROFIBUS & PROFINET International, ODVA, EtherCAT Technology Group, OPC Foundation und Avnu Alliance sowie der Ethernet-APL Initiative, das Zuteilungsregister der Bundesnetzagentur, Rechtsakte und Erläuterungen der Europäischen Union, eine Pressemitteilung des BSI, die Releaseplanung von 3GPP sowie Herstellerangaben von Analog Devices und Texas Instruments.
Acht Einschränkungen sind für die Bewertung der Aussagen wichtig:
Nicht in den Beitrag aufgenommen wurden Angaben, die sich nur über Hersteller- oder Marketingquellen belegen ließen: die kursierende prozentuale Gesamtverteilung der Industrial-Ethernet-Protokolle, Knotenzahlen zu EtherNet/IP, CC-Link IE, POWERLINK und Sercos, die Zahl konformitätsgeprüfter EtherCAT-Geräte, die Zahl UAFX-zertifizierter Produkte, die Zonenangaben zum Explosionsschutz bei Ethernet-APL, Reichweitenangaben zu IEEE 802.3bp sowie Verbreitungs- und Determinismuskennwerte zu IEEE 802.11ax und 802.11be im Industrieeinsatz. Wo eine Angabe nicht belegbar war, steht in diesem Beitrag der Hinweis darauf statt eines Schätzwerts.