时间敏感网络:是夸大其辞?还是名副其实?

August 5, 2019 Linda Formichelli

时间敏感网络, TSN, OPC 统一架构 (OPC UA)

您可能听说过时间敏感网络 (TSN)。它是为工业控制开发的以太网标准 — 有些人认为它是最终的网络解决方案。

其他人则对此持谨慎态度。TenAsys 销售和营销副总裁 Kim Hartman 说:“人们往往言过其实。有些人一度宣称 TSN 将取代所有专有领域协议。”但没有什么技术是完美的。Hartman 说:“我们终将回归到能够切实实现的目标”

那真实情况又如何呢?接下来,我们简要介绍 TSN 的历史、自动化的优势以及对未来的展望。

TSN 简史

让我们首先了解一下音频视频桥接 (AVB)。这是一套通过以太网传输音频和视频的标准。Hartman 介绍道:“AVB 起初的目的是为录音室、制作设施和娱乐场所精确地同步媒体。”

但是,只要分布式机械需要同步,就需要精确的数据传输。举例来说,公用事业、运输、航空航天、工业机器人和医疗设备便是如此。

问题在于,AVB 并不能轻易与标准企业网络集成。此时就需要用到 SDN。通过将 AVB 发展成为 IT 友好型技术,TSN 为工业物联网带来了确定性以太网。

(与流行观点相反,TSN 不是一种协议。它是以太网标准的一部分,其他协议可以在其上实现。)

TSN 相对于 AVB 和标准以太网的优势

与标准以太网相比,TSN 更适合测量、监视和控制。它还优于其他工业网络。TSN 的优势包括:

  • 提高安全性。由于 TSN 使用标准以太网,因此 IT 安全措施现在可以应用于控制网络。
  • 开放标准。TSN 由 IEEE 802.1 标准委员会管理,得到许多技术供应商的支持。
  • 降低成本。通过利用成熟的以太网技术,TSN 可降低成本。
  • 企业兼容性。与其他网络不同,TSN 可与 IT 系统顺利集成。

TSN 正在成为比 AVB 更通用的解决方案。Hartman 说:“TSN 开发人员正在讨论比基本流式传输功能更广泛的服务。”

TSN 是否适合您的应用?

尽管一些 TSN 支持者大肆宣传,商业应用却尚需时日。几家团体则正在加速交付。例如,倡导开发 AVB 的 Avnu Alliance 正在帮助开发和测试新标准。

英特尔® 是 Avnu Alliance 的主要贡献者之一。它在 IEEE 802.1 委员会和工业互联网联盟 (IIC) 等组织中也很活跃。Hartman 说:“英特尔一直是推动 AVB 标准功能的领导者。”

这些团体正在帮助整个行业向前发展。例如,IIC 为行业 plugfests 创建了测试平台视频 1)。在这些会话期间,会员企业可以测试实施和互操作性,并进行更新和集成。

 

视频 1。时间敏感网络 (TSN) 测试平台用于工业 plugfests。(资料来源:IIC)

 

Hartman 说:“如果没有人人参与标准化的氛围,我们就无法摆脱专有架构的局限。”

那么,在 TSN 上发展 ETA 又会怎样?Hartman 预测投入商用还需要两年的时间。实际上,距开发出先进原型可能还需要一年时间。基金会和团体正在努力确定概念证明的日期,但仍有许多工作要做。

TSN 的第一个应用可能是 OPC 统一架构 (OPC UA)。OPC基金会最近宣布了现场级通信 (FLC) 计划。该计划将 OPC UA 扩展到传感器等现场设备。目标是创建从边缘到云的标准化、确定性连接(图 1)。

OPC UA FLC 支持统一的 TSN 以太网基础设施
图 1. OPC UA FLC 支持统一的 TSN 以太网基础设施。(资料来源:Industrial Ethernet Book)

大有可为

TenAsys 本身是包括 OPC 基金会、Sercos International 和 EtherCAT Technology Group 在内的 TSN 联盟的会员。TenAsys 也参加了 IIC 在斯图加特的 TSN 测试平台。

该公司的目标是支持客户使用的任何协议。目前能够支持 EtherCAT、SERCOS、Profinet 和 EthernetIP。支持 TSN 显然是其下一步目标。

Hartman 说:“它不一定会造成实施控制系统的各种方法都被淘汰。但它将使每个人更接近于与完成工作紧密相关的边缘、雾或云服务。”

抛开一切虚妄,TSN 将大有可为。当您考虑生产设施如何以极其及时、高效的方式交换数据时 — 这肯定会产生影响。

作者简介

Linda Formichelli

Linda Formichelli has been writing about technology, health, and other complex subjects since 1997. Her byline has appeared in such publications as Wired News, Inc., Target Marketing, and WebMD, and she's written for businesses and organizations like CVS, Case Western School of Engineering, OnStar, PrecisionHawk, Teamworks, and Domtar Paper. Linda has a Master's degree from UC Berkeley in Slavic Linguistics.

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