Was ist Time Sensitive Network (TSN)?

TSN (Time Sensitive Network) ist eine Gruppe von IEEE 802.1-Standards. Sie tragen dazu bei, dass normale Ethernet-Netzwerke zuverlässiger funktionieren. TSN ist eine Möglichkeit, sicherzustellen, dass Netzwerke schnell sind und Nachrichten pünktlich ankommen. Es garantiert eine geringe Latenz und einen geringen Jitter und legt Grenzen für die Übertragungsdauer von Nachrichten fest. Diese Eigenschaften sind für verschiedene Anwendungen von Bedeutung, darunter industrielle Automatisierungs-, Automobil- und Avioniksysteme, die eine sofortige Steuerung physischer Geräte erfordern.

TSN verwendet einen Zeitsynchronisierungsmechanismus wie das Precision Time Protocol (PTP), um sicherzustellen, dass alle Knoten im Netzwerk eine gemeinsame Sicht auf die Zeit haben. Mit TSN können wir Pakete im Voraus planen, damit sie pünktlich ankommen. Es kontrolliert auch den Verkehrsfluss und Staus und räumt dem Echtzeitverkehr Vorrang vor dem Standardverkehr ein. TSN kann auch mit verlorenen oder beschädigten Paketen umgehen.

Wie schneidet das Precision Time Protocol (IEEE 1588) im Vergleich zu TSN ab?

Precision Time Protocol (PTP) ist ein Protokoll, das zur Synchronisierung von Uhren in einem Netzwerk verwendet wird. In einem Netzwerk wird das Precision Time Protocol (PTP) zur Synchronisierung von Uhren verwendet. Bei Verwendung mit spezieller Hardware kann PTP eine Genauigkeit im Submikrosekundenbereich erreichen, indem es Zeitinformationen an Nebenuhren liefert. PTP verfügt über eine Master-Slave-Beziehung, bei der die Master-Uhr den Slave-Uhren Zeitinformationen liefert.

TSN ist eine Reihe von Richtlinien, die eine zuverlässige und schnelle Kommunikation über Ethernet ermöglichen. Zu seinen Hauptmerkmalen gehören Zeitsynchronisation, Dienstqualität und Verkehrsgestaltung. TSN findet praktische Anwendung in verschiedenen Bereichen wie der industriellen Steuerung, der Automobilindustrie und der Avionik.IEEE 1588 ist ein Standard, der definiert, wie PTP implementiert werden soll. TSN ist ein neuer Standard, der auf IEEE 1588 aufbaut und zusätzliche Funktionalität für zeitkritische Netzwerke bietet.

Tabelle 1: TSN-Standard

HINWEIS: Nicht alle in der obigen Tabelle aufgeführten Standards sind zur Unterstützung von TSN erforderlich. Die Produkte der TSN-Serie von Fiberroad unterstützen IEEE 1588 (PTPv2), IEEE 802.1AS, IEEE 802.Qbv, IEEE 802.1Qcc und IEEE 802.1Qav.

Was TSN für das Internet der Dinge (IoT) tun kann

Das Internet der Dinge (IoT) ist ein wachsendes Netzwerk von Geräten, die mit dem Internet verbunden sind. Zu diesen Geräten kann alles gehören, von Thermostaten und Autos bis hin zu Produktionsanlagen und Krankenhausmaschinen. Mit dem Wachstum des IoT wächst auch der Bedarf an einer zuverlässigen und effizienten Möglichkeit, Daten zwischen Geräten zu senden. Hier kommt Time Sensitive Networking (TSN) ins Spiel.

TSN bezieht sich auf eine Sammlung von Standards, die Richtlinien für die Übertragung zeitkritischer Daten über ein Netzwerk festlegen. Sein Hauptziel besteht darin, sicherzustellen, dass Daten mit möglichst geringer Verzögerung, Jitter und Latenz übertragen werden. Diese Funktion ist in Anwendungen von entscheidender Bedeutung, bei denen bereits eine einzige Millisekunde einen erheblichen Unterschied machen kann, beispielsweise in medizinischen Geräten oder in der industriellen Automatisierung. Darüber hinaus trägt TSN dazu bei, die Gesamtkosten eines IoT-Systems zu senken, indem der Bedarf an speziellen Hardware- und Softwarelösungen entfällt.

Bei der Auswahl eines Netzwerkprotokolls für eine IoT-Anwendung sollten verschiedene Faktoren berücksichtigt werden. Wenn jedoch eine sofortige Datenübertragung von entscheidender Bedeutung ist, sollte TSN die erste Wahl sein.

Abbildung 1: TSN im OSI-Schichtenmodell

Der hochmoderne TSN-Ethernet-Switch von Fiberroad für nahtlose IIoT-Konnektivität

Fiberroad FR-TSN4412 Dieses Kraftpaket nutzt Time-sensitive Networking (TSN)-Technologie und IEEE 1588 Precision Time Protocol (PTPv2) für eine einwandfreie Zeitsynchronisierung auf allen Ports – so dass jeder Vorgang reibungslos und harmonisch abläuft. Der FR-TSN4412 unterstützt mühelos TSN-IEEE-Standards, die für eine vollständige Echtzeit-Kommunikationslösung unerlässlich sind und die Erwartungen auf Schritt und Tritt übertrifft. Von der Nutzung des unglaublichen IEEE 802.1AS-REV-Profils für unübertroffene Zeitsynchronisation bis hin zur Nutzung der Leistung der IEEE 802.1Qbv-Verbesserungen für geplanten Datenverkehr und IEEE 802.1Qbu Frame Preemption zur Optimierung der Datenübertragungseffizienz; Dieser Schalter deckt alles ab!

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Vorteile der Verwendung von TSN

• Durch die Synchronisierung von Daten über mehrere Geräte hinweg minimiert TSN effektiv die Latenz und stellt sicher, dass wichtige Informationen rechtzeitig und ohne Verzögerungen bereitgestellt werden.

• Verbesserte Zuverlässigkeit: TSN-Protokolle sind darauf ausgelegt, zuverlässige, deterministische Kommunikation bereitzustellen. Dies ist wichtig für Anwendungen, bei denen Ausfallzeiten keine Option sind, wie etwa Fabrikautomation oder Video-Streaming.

• Erhöhte Sicherheit: TSN verwendet eine Reihe von Techniken zur Verbesserung der Sicherheit, einschließlich Verschlüsselung, Authentifizierung und Autorisierung. TSN verwendet außerdem einen einzigartigen Timing-Mechanismus, um sicherzustellen, dass Pakete rechtzeitig zugestellt werden.

• Indem es Geräten ermöglicht, Ressourcen effektiv zu teilen, fördert TSN eine höhere Effizienz, was zu geringeren Kosten und einer optimalen Ressourcennutzung führt.