TSN - 应用和标准化工作最新进展

在关于TSN的第二篇文章中，Joakim Wiberg提供了一些用例，展示了TSN的好处，并更新了正在进行的标准化工作。

快速回顾。什么是TSN？主要优点是什么？

时间敏感网络（TSN）是一组大型标准，用于在标准以太网上提供确定性通信。TSN下的三大支柱是：

调度和流量整形。允许具有不同优先级的不同类型的流量在同一网络上共存的方法。每种流量类型可以有不同的延迟和带宽要求。

选择通信路径、路径保留和容错。保留通信路径以确保容错和带宽预留的功能。

时间同步。顾名思义，“时间”是TSN的核心方面。参与TSN通信的设备必须对时间有共同的理解。

TSN有两个主要优点：

TSN标准化了以太网中确定性数据交换的使用。（目前只能通过专有解决方案）。

TSN使工业以太网和IT协议能够在同一根电缆上共存，从而允许IT和OT系统协同工作。

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优势提供一个用例示例。

决定论

公司目前正在使用专有的通信协议来保证生产层面的确定性数据交换。但专有解决方案通常是为特定应用或制造商开发的。因此，可伸缩性是有限的，它们彼此不兼容。TSN将解决可扩展性和互操作性问题，因为它将通过时间同步和时间感知整形功能标准化确定性数据交换。 TSN还将减少工业网络的延迟和抖动，使公司能够将工业以太网用于具有更高要求的任务。一个很好的例子是运动控制应用，它需要低抖动来控制执行器的运动。或阀门的打开和关闭。

一根电缆

我们可以使用汽车装配厂的一个例子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。汽车装配厂拥有许多 IT 和 OT 网络和设备，可提供数据和信息到更高级别的系统。由于TSN可以融合IT和OT网络和设备，因此用户可以使用一个系统管理工具管理所有内容。工业和IT协议的融合提高了准确性和可靠性的数据。在汽车装配厂中，准确可靠的数据至关重要。

图 1：TSN 使 IT 和 OT 协议能够在一根电缆上共存

TSN是如何标准化的？

TSN标准是IEEE 802.1工作组的一部分，但在这个级别上，标准是通用的，并且是为了解决多个用例而开发的。因此，每个行业都在编写单独的配置文件，以允许他们缩小重点，从而简化互操作性。和部署。

TSN 配置文件列表：

用于工业自动化的 IEC/IEEE 60802 TSN 配置文件

用于汽车车载以太网通信的 IEEE 802.1DG TSN 配置文件

用于服务提供商网络的 IEEE 802.1DF TSN 配置文件

用于航空航天机载以太网通信的 IEEE 802.1DP TSN

每个配置文件将确保定义专用的TSN机制，以满足其性能期望，并在其区域内保持一致。

用于工业自动化的 IEC/IEEE 60802 TSN 配置文件将提供联合开发的 IEC 和 IEEE 标准。它将定义解决工业自动化问题所需的TSN功能、选项、参数、协议和其他网络考虑因素。应用。该配置文件还将创建一组标准说明，解释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？

配置文件和相关的一致性测试计划对于确保行业独特且可互操作的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更高级别的应用功能，如数据交换、连接管理、安全或运动。控制。无论使用何种工业通信协议，通用的TSN配置文件都必须保证设备制造商具有独特的TSN实现工作。它还必须保证用户拥有一个独特且可互操作的网络，允许共存。或这些更高级别应用程序功能的组合。

为此，CC-Link合作伙伴协会，ODVA，OPC基金会，普罗菲内特国际和AVNU组织成立了一个名为TSN工业自动化一致性协作（TIACC）的小组。TIACC将创建一个独特的一致性测试计划验证 IEC/IEEE P60802 配置文件，确保来自不同供应商的支持不同自动化协议的设备可以在共享网络上的 TSN 级别可靠地共存。所有参与组织都将使用测试计划作为基线测试，并将其提供给更广泛的工业自动化社区。