イーサクラシック（ETC）の開発ロードマップに注目！

イーサクラシック（ETC：EtherCAT Classic）は、産業用イーサネットにおけるリアルタイム通信のデファクトスタンダードとして、長年にわたりその地位を確立してきました。その高い性能と信頼性から、FA（ファクトリーオートメーション）、ロボティクス、モーションコントロールなど、幅広い分野で採用されています。本稿では、イーサクラシックの現状を振り返りつつ、今後の開発ロードマップに焦点を当て、その進化の方向性と期待される効果について詳細に解説します。

1. イーサクラシックの基礎と現状

イーサクラシックは、1990年代後半にベックホフオートメーション社によって開発された、高速で決定的な通信プロトコルです。従来の産業用ネットワークと比較して、以下の点で優れています。

• 高速な通信速度: 100Mbpsのイーサネット上で、非常に短いサイクルタイム（数マイクロ秒）を実現します。
• 決定的な通信: 通信遅延が予測可能であり、リアルタイム制御に適しています。
• 柔軟なトポロジー: ライン、スター、ツリーなど、様々なネットワークトポロジーに対応します。
• 高い効率: 通信オーバーヘッドが少なく、効率的なデータ伝送が可能です。
• オープンな規格: ETG（EtherCAT Technology Group）によって管理されており、様々なメーカーのデバイスが相互運用可能です。

現在、イーサクラシックは、PLC（プログラマブルロジックコントローラ）、I/Oモジュール、ドライブ、センサー、アクチュエータなど、様々な産業用デバイスに組み込まれています。特に、高精度なモーションコントロールや、複数の軸を同期させる用途において、その性能が最大限に発揮されます。また、自動車産業、半導体製造装置、工作機械など、高度な自動化が求められる分野での採用が進んでいます。

2. イーサクラシックの課題と進化の方向性

イーサクラシックは、長年にわたり産業用ネットワークの基盤として機能してきましたが、いくつかの課題も存在します。主な課題としては、以下の点が挙げられます。

• 帯域幅の限界: 100Mbpsの帯域幅は、データ量の増加や、より高度な機能の要求に対応するには限界があります。
• セキュリティ: 産業用ネットワークにおけるセキュリティリスクが高まっており、イーサクラシックにおいても、セキュリティ対策の強化が求められています。
• 診断機能: ネットワークのトラブルシューティングや、デバイスの異常検知のための診断機能の強化が望まれています。
• 複雑な設定: ネットワークの設定や、デバイスのパラメータ設定が複雑であり、専門知識が必要となる場合があります。

これらの課題に対応するため、イーサクラシックは、以下の方向性で進化を続けています。

• 帯域幅の拡張: 100BASE-TX1に加え、1000BASE-T（ギガビットイーサネット）に対応することで、帯域幅を大幅に拡張します。
• セキュリティの強化: TLS/SSLなどの暗号化技術を導入し、通信データの保護を強化します。また、アクセス制御や、不正アクセス検知機能などを実装します。
• 診断機能の強化: ネットワークの監視機能や、デバイスの自己診断機能を強化し、トラブルシューティングを容易にします。
• 設定の簡素化: 設定ツールや、自動設定機能を開発し、ネットワークの設定や、デバイスのパラメータ設定を簡素化します。

3. イーサクラシックの開発ロードマップ

ETGは、イーサクラシックの進化を推進するため、明確な開発ロードマップを策定しています。以下に、主要な開発項目とそのスケジュールを示します。

3.1. イーサクラシック over 1000BASE-T (ETC1G)

ETC1Gは、イーサクラシックを1000BASE-T上で動作させるための規格です。これにより、帯域幅が10倍に拡張され、より多くのデータを高速に伝送できるようになります。ETC1Gは、既に規格として確立されており、対応デバイスが市場に投入され始めています。主な用途としては、高解像度の画像処理、複雑なモーションコントロール、大規模なネットワークなどが挙げられます。

3.2. イーサクラシック Security (ETCS)

ETCSは、イーサクラシックのセキュリティを強化するための規格です。TLS/SSLなどの暗号化技術を導入し、通信データの保護を強化します。また、アクセス制御や、不正アクセス検知機能などを実装します。ETCSは、現在開発中で、2024年頃のリリースが予定されています。ETCSの導入により、産業用ネットワークにおけるセキュリティリスクを大幅に低減することができます。

3.3. イーサクラシック Diagnostics (ETCD)

ETCDは、イーサクラシックの診断機能を強化するための規格です。ネットワークの監視機能や、デバイスの自己診断機能を強化し、トラブルシューティングを容易にします。ETCDは、現在開発中で、2025年頃のリリースが予定されています。ETCDの導入により、ネットワークの安定性を向上させ、ダウンタイムを削減することができます。

3.4. イーサクラシック Configuration (ETCC)

ETCCは、イーサクラシックの設定を簡素化するための規格です。設定ツールや、自動設定機能を開発し、ネットワークの設定や、デバイスのパラメータ設定を簡素化します。ETCCは、現在検討段階にあり、今後のロードマップで詳細が決定される予定です。ETCCの導入により、ネットワークの構築や、メンテナンスにかかるコストを削減することができます。

4. イーサクラシックの将来展望

イーサクラシックは、今後も産業用イーサネットにおける重要な役割を果たし続けると考えられます。ETC1G、ETCS、ETCD、ETCCなどの開発により、イーサクラシックは、より高速で、安全で、信頼性の高いネットワークへと進化します。また、IIoT（インダストリアルインターネットオブシングス）の普及に伴い、イーサクラシックは、様々なデバイスを接続し、データを収集・分析するための基盤として、ますます重要性を増していくでしょう。さらに、AI（人工知能）や、機械学習などの技術と組み合わせることで、イーサクラシックは、より高度な自動化や、最適化を実現するためのプラットフォームとなる可能性があります。

特に、以下の分野での応用が期待されます。

• スマートファクトリー: リアルタイムなデータ収集と分析により、生産効率の向上、品質管理の強化、コスト削減を実現します。
• ロボティクス: 高精度なモーションコントロールと、複数のロボットの協調動作により、複雑な作業を自動化します。
• エネルギー管理: エネルギー消費量の監視と制御により、省エネルギー化を促進します。
• ヘルスケア: 医療機器の制御と、患者データの収集により、より安全で、効率的な医療サービスを提供します。

5. まとめ

イーサクラシックは、産業用イーサネットにおけるリアルタイム通信のデファクトスタンダードとして、長年にわたりその地位を確立してきました。今後の開発ロードマップに基づき、帯域幅の拡張、セキュリティの強化、診断機能の強化、設定の簡素化などが進められることで、イーサクラシックは、より高速で、安全で、信頼性の高いネットワークへと進化します。IIoTの普及や、AIなどの技術との組み合わせにより、イーサクラシックは、様々な分野で革新的なソリューションを提供し、産業界の発展に貢献していくことが期待されます。イーサクラシックの開発ロードマップに注目し、その進化を理解することは、今後の産業オートメーション技術の動向を予測する上で非常に重要です。