Hvilken tid følsomt netværk forsøger at opnå

Nutidens netværk er komplekse og ikke let interoperable. Consumer Electronics Show (CES) afholdes hvert år i Las Vegas og er ofte et udstillingsvindue for nye og kommende teknologier. Den originale cd, HD-tv'et og den første Xbox-spilkonsol blev alle afsløret ved forskellige versioner af denne begivenhed. I de senere år har CES været domineret af produkter og koncepter forbundet med wearable tech, forbundne biler og især det nye Internet of Things (IoT). Mens IoT i vid udstrækning betragtes som et forbrugerfænomen - et, der blandt andet omfatter allestedsnærværende trådløse tilslutningsmuligheder såvel som IP-aktiverede husholdningsapparater - er meget af dets udvikling drevet af industriens skiftende krav. Sektorer som fremstilling, professionel lyd, video og transport/biler presser stadig på for standarder, der vil hjælpe med at frigøre potentialet i et industrielt Internet of Things, som rummer løftet om at bringe feltenheder, virksomheds-it-applikationer og cloud-infrastruktur tættere på hinanden. . Disse industriers samordnede indsats har allerede produceret løsninger og specifikationer såsom Bluetooth® mesh-netværk, IEEE 802.11ah HaLow Wi-Fi og 802.1 audio-videobro. De to første vil sandsynligvis finde vej ind i de mange forbrugervendte enheder, der er udstillet på CES, men den tredje, der nu bliver efterfulgt af tidsfølsomt netværk (TSN) gennem forskellige opdateringer til 802.1 og 802.3, kan få endnu større indflydelse gennem sin rolle i automatiserings- og kontrolsystemer. Hvad ville tidsfølsomt netværk erstatte i det industrielle Internet of Things? Et aspekt af TSN, der fortjener lidt mere opmærksomhed, er, hvad det præcist – med hensyn til netværksdesign, protokoller, modeller osv. – er designet til at erstatte.       <img src='https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/what-time-sensitive-networking-is-trying-to-accomplish/figure1. png?w=435 ' alt='Figur 1'> Figur 1. TSN vil understøtte den generøse båndbredde, it-sikkerhedsbestemmelser og krav til lav latenstid i IIoT-applikationer. Mest af alt vil det sikre ydelsen af ​​realtidstrafik selv på Ethernet-netværk, der håndterer mange forskellige typer data. Flere lag og Purdue Enterprise Reference Architecture En tidlig 2016-rapport fra National Instruments, som for nylig blev fremhævet af engineering.com, afslørede IIoT-status quo, som TSN's fortalere forsøger at ændre.1 Mere specifikt har nuværende industrielle netværksarkitekturer flere lag, hver af som er optimeret til et specifikt sæt opgaver og bundet af dets egne særlige niveauer af latenstid, båndbredde og servicekvalitet. Denne opsætning sikrer, at blandet trafik på tværs af netværket håndteres korrekt, men den er ikke ideel til interoperabilitet mellem systemer – et centralt IIoT-krav. Nutidens industrielle netværk er fulde af kompleksitet og manglende interoperabilitet. Todd Walter fra National Instruments, som også er formand for det industrielle segment hos AVnu Alliance, forklarede yderligere, at mange fabrikker fortsætter med at følge Purdue Enterprise Reference Architecture, en æramodel fra 1990'erne for flerlagsnetværk.2 PERA er designet til at dække alt under virksomheden kontrolbanner, fra fysiske processer op til logistiksystemer. Et lærebogseksempel ville være en arkitektur, hvor niveau 0 var I/O fra sensorer, med sikkerhedsinstrumenterede systemer på niveau 1 og PLC/RTU IP-kommunikation på niveau 1.5.3 Højere oppe ville være virksomhedsressourceplanlægning (niveau 4) og filservere (Niveau 5). I den virkelige verden er PERA-orienterede arkitekturer afhængige af forskellige samlingsprotokoller, herunder ældre feltbusser, sammen med Ethernet-løsninger til at adressere disse individuelle lag. Fieldbus og Ethernet i PERA For eksempel er komplekse og meget krævende motion control-applikationer ofte stadig opdelt i automations-øer, det vil sige flere netværk inklusive feltbus- og Ethernet-løsninger. Sæt af maskiner, der understøtter sådanne applikationer, skal have stoppræcision, positionsfastholdelse og evnen til at modstå barske miljøer, men kan alligevel bruge en række teknologier til at opfylde disse krav. Proprietære netværk kan bruges til at distribuere bevægelse, der arbejder sammen med PROFIBUS® og ControlNet® for at kommunikere med frekvensdrev og Ethernet for at levere information til brugerne. Sådan et setup betyder, at mange forskellige understøttende værktøjer og træningsprocedurer er i spil til enhver tid. Når vi vender tilbage til Walters pointe om PERA, er denne blanding af teknologier – det vil sige fieldbus, Ethernet og de respektive hardware- og softwareøkosystemer, der understøtter dem – gennemførlig, men ude af trit med den interoperabilitet og økonomi, som virksomheder kommer til at forvente af. IIoT. At udnytte IIoT-muligheden kan i det mindste kræve standardnetværksinfrastrukturer, ekstra båndbredde og muligheden for eksternt og sikkert at få adgang til edge-enheder. TSN er godt positioneret til at levere alle disse muligheder. "AVB blev oprindeligt designet til at synkronisere kritiske pro AV-streams." Det er en udvidelse af AVB, som oprindeligt blev designet til at synkronisere kritiske pro AV-streams. Da bilindustrien besluttede at introducere AVB i nogle biler, udvidede projektets omfang, og da AVB selv var haltet bagefter den proprietære konkurrent Dante, blev TSN en fornuftig udvikling for den udbredte indsats for at skabe interoperable deterministiske netværk. Funktioner såsom konvergeret QoS, båndbreddereservation og brugen af ​​IEEE 1588 præcisionstidsprotokollen er højdepunkterne ved TSN, men der er også dens tiltalende kompatibilitet med standard Ethernet-infrastruktur. "Ved at bruge standard Ethernet-komponenter kan TSN integreres problemfrit med eksisterende brownfield-applikationer og standard IT-trafik for at forbedre brugervenlighed," forklarede Walter i en artikel for Design World.2 "Derudover arver TSN mange funktioner fra eksisterende Ethernet, som f.eks. HTTP-grænseflader og webtjenester, som muliggør fjerndiagnostik, visualisering og reparationsfunktioner, der er almindelige i IoT-systemer." Moving Time Sensitive Networking Fremad Som niveauet af brancheaktivitet ved begivenheder som CES og Integrated Systems Europe 2016 (hvor AVnu Alliance præsenterede) viser, er IoT og IIoT ved at blive centrale bekymringer for organisationer over hele kloden.4 Mens der arbejdes på den originale AVB begyndte for mere end ti år siden, dets seneste spring fremad, da TSN ankommer på et passende tidspunkt, hvor IIoT virkelig kommer i fokus. TSN vil understøtte den generøse båndbredde, it-sikkerhedsbestemmelser og krav til lav latenstid i IIoT-applikationer. Mest af alt vil det hjælpe med at sikre ydelsen af ​​realtidstrafik selv på Ethernet-netværk, der håndterer mange forskellige typer data. Det vil være i stand til at finde et hjem i en række udfordrende industrielle miljøer, herunder autonome biler, trafikkontrolnetværk, vindmølleparker, kraftværker og kontrolsystemer. Det er dog lige begyndt, og det vil stå over for vigtige forhindringer i at erstatte nuværende netværksarkitekturer, der har været på plads i årevis eller endda årtier. De første dele af den færdiggjorte TSN-standard, sammen med referencer fra leverandører, begyndte i 2016. Derfra skulle TSN-certificerede produkter og tjenester i sidste ende begynde at ankomme i automatiseringssystemer for at genskabe netværksarkitekturer til IIoT. Referencer 1 Shawn Wasserman. "Top 3 Internet of Things-tendenser bag kulisserne på CES." Ingeniørarbejde. com, januar 2016. 2 Todd Walter. "It's About Time: The Evolving Time-Sensitive Networking Standard for the Industrial IoT." Design World, januar 2016. 3 Erno Pentzin. "Eksempel: Purdue Enterprise Reference Architecture Model." TeExample, februar 2013. 4 Rob Scott.

Læg en besked 

Message List