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TSN-实际用例和正在进行的标准化工作的更新

由Joakim Wiberg |2022年9月27日

在有关TSN的第二篇文章中,Joakim Wiberg提供了一些用例,显示了TSN的好处以及正在进行的标准化工作的更新。


    快速回顾。什么是TSN?主要好处是什么?

    时间敏感的网络(TSN)是一套大量标准,可在标准以太网上提供确定性交流。TSN下的三个支柱是:

    1. 调度和交通塑造。允许具有不同优先级的不同类型流量以在同一网络上共存的手段。每种流量类型都有不同的延迟和带宽要求。
    2. 选择通信路径,路径预订和容错性。保留通信路径的功能,以确保容错和带宽保留。
    3. 时间同步。顾名思义,“时间”是TSN的中心方面。参与TSN通信的设备必须分享对时间的共同理解。

    TSN带来了两个主要好处:

    • TSN标准化以太网网络中确定性数据交换的使用。(目前只有专有解决方案)。
    • TSN使工业以太网和ITbeplay手机app下载协议可以在同一电缆上共存,从而使其和OT系统可以一起工作。

    TSN将如何帮助设备制造商和工厂经理?

    我们可以为每个主要收益提供用例示例。

    决定论

    公司目前正在使用专有的通信协议来保证生产级别的确定性数据交换。但是专有解决方案通常是针对特定应用或制造商开发的。beplay app因此,它们的可伸缩性受到限制,并且它们彼此不兼容。TSN将同时解决可伸缩性和互操作性问题,因为它将通过时间同步和时间感知的塑形函数标准化确定性数据交换。TSN还将减少工业网络中的延迟和抖动,使公司能够使用工业以太网来完成需求较高的任务。beplay手机app下载一个很好的例子是运动控制应用,需要低抖动来控制执行器的运动或阀门的beplay app开口和关闭。

    一根电缆

    我们可以使用汽车装配厂的示例来展示工业以太网和IT协议的融合如何使设备制造商和工厂经理受益。beplay手机app下载汽车装配厂有许多IT和OT网络和设备,可为高级系统提供数据和信息。由于TSN可以将其收敛和OT网络和设备,因此用户可以使用一个系统管理工具来管理所有内容。工业和IT协议的融合提高了数据的准确性和可靠性。在汽车组装厂中,准确可靠的数据至关重要。

    图1:TSN使其和OT协议可以在一根电缆上共存

    TSN如何被标准化?

    TSN标准是IEEE 802.1工作组的一部分,但是在此级别上,标准是通用的,并且可以解决多种用例。因此,每个行业都编写一个单独的配置文件,以使他们能够缩小焦点,从而简化互操作性和部署。

    TSN配置文件列表:

    • IEC/IEEE 60802工业自动化TSN配置文件

    • IEEE 802.1DG TSN配置文件用于汽车内以太网通信

    • IEEE 802.1DF TSN配置文件用于服务提供商网络

    • IEEE 802.1DP TSN用于航空航天机上以太网通信

    每个配置文件将确保定义专用的TSN机制以实现其性能期望并在其区域内保持一致。

    IEC/IEEE 60802用于工业自动化的TSN配置文件将提供共同开发的IEC和IEEE标准。它将定义解决工业自动化应用所需的TSN功能,选项,参数,协议和其他网络注意事项。beplay app该配置文件还将创建一组标准指令,以说明如何在工业自动化中构建和配置TSN网络。

    为什么标准化很重要?

    配置文件和相关的符合测试计划对于确保对该行业的独特且可互操作的TSN至关重要。

    TSN在开放系统互连(OSI)通信模型的第2层中运行。仍然需要现有的工业协议来解决高级应用程序功能,例如数据交换,连接管理,安全或运动控制。通用的TSN配置文件必须保证设备制造商独特的TSN实施工作,而不论所使用的工业通信协议如何。它还必须保证用户一个唯一且可互操作的网络,允许这些高级应用程序功能的共存或组合。

    为此,CC-Link合作伙伴协会,ODVA,OPC基金会,Profinet International和AVNU组织成立了一个名为TSN工业自动化符合合作(TIACC)的小组。TIACC将创建一个唯一的符合测试计划,以验证IEC/IEEE P60802配置文件,以确保支持不同自动化协议的不同供应商的设备可以在共享网络上的TSN级别可靠地共存。所有参与组织将使用测试计划作为基线测试,并将其用于更广泛的工业自动化社区。

    图2:TSN将在OSI模型中的第2层中运行。公司仍然需要工业以太网协议来管理较高层的应用程序功能beplay手机app下载

    TSN和5G

    TSN还启用了无线以太网基础结构上的ot和IT收敛。5G是一个强大的无线网络,可提供确定性和低延迟交换。爱立信,华为和诺基亚等领先的5G公司正在紧密遵循标准化过程,因为TSN将在这项新的无线技术上实现工业自动化的连续性。

    标准化工作何时完成?

    很难提供确切的日期。在2017年的IEC/IEEE 60802 TSN配置文件上开始工作。现在可以使用草稿,成熟及其审查,但是直到至少在2024年上半年之前,该配置文件才能最终确定。

    TIACC成立于2022年,已开始从事IEC选秀。IEC/IEEE 60802配置文件发布后不久将出现第一个结果。

    HMS如何参与标准化活动?

    HMS遵循IEC/IEEE 60802标准化活动和TIACC的进度。HMS致力于提供支持TSN配置文件规范的解决方案,以确保我们的客户良好的互操作性。例如,HMS最近与其他几家制造商一起参加了TSN互操作性演示。

    关于作者

    Anybus技术主管Joakim Wiberg。Joakim还是ODVA的首席技术官,也是安全和工业交流的经常讲师。

    阅读更多

    如果您想了解有关TSN的更多信息,请访问我们的TSN网页。另外,不要忘记下载我们的TSN白皮书,并阅读有关TSN上有关Profinet的第一篇文章:

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