Co je to Time Sensitive Network (TSN)?
TSN (Time Sensitive Network) je skupina standardů IEEE 802.1. Pomáhají zvýšit spolehlivost běžných ethernetových sítí. TSN je způsob, jak zajistit, aby sítě byly rychlé a zprávy docházely včas. Zaručuje nízkou latenci a jitter a nastavuje limity na to, jak dlouho zprávy cestují. Tyto vlastnosti jsou důležité pro různá použití, včetně průmyslových automatizačních, automobilových a avionických systémů, které vyžadují okamžitou kontrolu fyzických zařízení.
TSN používá mechanismus časové synchronizace, jako je protokol PTP (Precision Time Protocol), aby zajistil, že všechny uzly v síti budou mít společný pohled na čas. TSN nám umožňuje naplánovat pakety předem, takže dorazí včas. Řídí také tok provozu a zácpy, přičemž upřednostňuje provoz v reálném čase před standardním provozem. TSN zvládne také ztracené nebo poškozené pakety.
Jak je protokol Precision Time (IEEE 1588) v porovnání s TSN?
Precision Time Protocol (PTP) je protokol používaný k synchronizaci hodin v celé síti. V síti se k synchronizaci hodin používá protokol PTP (Precision Time Protocol). Při použití se specializovaným hardwarem může PTP dosáhnout submikrosekundové přesnosti poskytováním časových informací podřízeným hodinám. PTP má vztah master-slave, ve kterém hlavní hodiny poskytují informace o časování podřízeným hodinám.
TSN je soubor pokynů, které umožňují spolehlivou a rychlou komunikaci přes Ethernet. Mezi jeho klíčové vlastnosti patří synchronizace času, kvalita služeb a tvarování provozu. TSN nachází praktické uplatnění v různých oblastech, jako je průmyslové řízení, automobilový průmysl a avionika.IEEE 1588 je standard, který definuje, jak má být PTP implementováno. TSN je nově vznikající standard, který staví na IEEE 1588 a poskytuje další funkce pro časově citlivé sítě.
| Normy TSN | ||
|---|---|---|
| Standard | Definice | Název normy |
| IEEE 802.1ASrev, IEEE 1588 | Časování a synchronizace | Vylepšení a vylepšení výkonu |
| IEEE 802.1Qbu a IEEE 802.3br | Přeposílání a řazení do fronty | Frame preemption |
| IEEE 802.1Qbv | Přeposílání a řazení do fronty | Vylepšení pro plánovaný provoz |
| IEEE 802.1Qca | Kontrola a rezervace cesty | Kontrola a rezervace cesty |
| IEEE 802.1Qcc | Metoda centrální konfigurace | Vylepšení a vylepšení výkonu |
| IEEE 802.1Qci | Kontrola vstupu na základě času | Filtrování a kontrola jednotlivých proudů |
| IEEE 802.1CB | Bezproblémová redundance | Replikace a eliminace rámců pro spolehlivost |
Tabulka 1: Standard TSN
POZNÁMKA: Ne všechny normy uvedené ve výše uvedené tabulce musí podporovat TSN. Produkty řady TSN společnosti Fiberroad podporují IEEE 1588(PTPv2), IEEE 802.1AS, IEEE 802.Qbv, IEEE 802.1Qcc, IEEE 802.1Qav.
Co může TSN udělat pro internet věcí (IoT)
Projekt Internet věcí (IoT) je rostoucí síť zařízení připojených k internetu. Tato zařízení mohou zahrnovat vše od termostatů a automobilů až po výrobní zařízení a nemocniční stroje. S rostoucím IoT roste i potřeba spolehlivého a efektivního způsobu posílání dat mezi zařízeními. Zde přichází na řadu Time Sensitive Networking (TSN).
TSN odkazuje na soubor standardů, které stanoví směrnice pro přenos časově citlivých dat po síti. Jeho primárním cílem je zajistit, aby byla data přenášena s co nejmenším zpožděním, jitterem a latencí. Tato funkce je životně důležitá v aplikacích, kde i jedna milisekunda může znamenat významný rozdíl, jako jsou lékařské vybavení nebo průmyslová automatizace. Kromě toho TSN pomáhá snižovat celkové náklady na systém IoT tím, že eliminuje potřebu specializovaných hardwarových a softwarových řešení.
Při výběru síťového protokolu pro aplikaci IoT je třeba zvážit různé faktory. Pokud je však okamžitý přenos dat zásadní, TSN by mělo být primární volbou.
Obrázek 1: TSN v modelu vrstvy OSI
Špičkový ethernetový přepínač TSN společnosti Fiberroad pro bezproblémové připojení IIoT
Fiberroad FR-TSN4412 Tento výkonný systém využívá technologii Time-sensitive Networking (TSN) a IEEE 1588 Precision Time Protocol (PTPv2) pro dokonalou synchronizaci času na všech portech – zajišťuje, že každá operace běží hladce a harmonicky. FR-TSN4412 bez námahy podporuje standardy TSN IEEE nezbytné pro kompletní komunikační řešení v reálném čase, které na každém kroku překonává očekávání. Od využití neuvěřitelného profilu IEEE 802.1AS-REV pro bezkonkurenční synchronizaci času po využití výkonu vylepšení IEEE 802.1Qbv pro plánovaný provoz a IEEE 802.1Qbu Frame Preemption k optimalizaci účinnosti přenosu dat; tento přepínač má všechno!
Výhody používání TSN
• Díky synchronizaci dat mezi více zařízeními TSN efektivně minimalizuje latenci a zajišťuje, že důležité informace jsou doručeny včas a bez jakýchkoli prodlev.
• Vylepšená spolehlivost: Protokoly TSN jsou navrženy tak, aby poskytovaly spolehlivou, deterministickou komunikaci. To je nezbytné pro aplikace, kde nejsou možné prostoje, jako je automatizace výroby nebo streamování videa.
• Vylepšené zabezpečení: TSN používá řadu technik ke zlepšení zabezpečení, včetně šifrování, ověřování a autorizace. TSN také používá jedinečný mechanismus časování, aby zajistil, že pakety budou doručeny včas.
• Tím, že umožňuje zařízením efektivně sdílet zdroje, TSN podporuje vyšší efektivitu, což vede ke snížení nákladů a optimálnímu využití zdrojů.