Mi az az időérzékeny hálózat (TSN)?
A TSN (Time Sensitive Network) az IEEE 802.1 szabványok csoportja. Segítenek a hagyományos Ethernet hálózatok megbízhatóbb működésében. A TSN segítségével biztosítható, hogy a hálózatok gyorsak legyenek, és az üzenetek időben megérkezzenek. Alacsony késleltetést és rezgést garantál, és korlátozza az üzenetek továbbítási idejét. Ezek a jellemzők különféle felhasználási területeken fontosak, beleértve az ipari automatizálást, az autógyártást és a repüléselektronikai rendszereket, amelyeknél a fizikai eszközök azonnali vezérlésére van szükség.
A TSN időszinkronizálási mechanizmust használ, például a Precision Time Protocol-t (PTP), hogy biztosítsa, hogy a hálózat összes csomópontja közösen láthassa az időt. A TSN lehetővé teszi, hogy előre ütemezzük a csomagokat, hogy azok időben megérkezzenek. Szabályozza a forgalom áramlását és a torlódásokat is, előnyben részesítve a valós idejű forgalmat a normál forgalommal szemben. A TSN képes kezelni az elveszett vagy sérült csomagokat is.
Hogyan hasonlít a Precision Time Protocol (IEEE 1588) a TSN-hez?
A Precision Time Protocol (PTP) egy protokoll, amelyet a hálózaton belüli órák szinkronizálására használnak. Egy hálózatban a Precision Time Protocol (PTP) protokollt használják az órák szinkronizálására. Speciális hardverrel használva a PTP szubmikroszekundumos pontosságot érhet el azáltal, hogy időzítési információkat szolgáltat a szolga óráknak. A PTP-nek mester-szolga kapcsolata van, amelyben a mesteróra időzítési információkat szolgáltat a szolga óráknak.
A TSN egy irányelvgyűjtemény, amely megkönnyíti a megbízható és gyors kommunikációt Etherneten keresztül. Főbb jellemzői közé tartozik az időszinkronizálás, a szolgáltatás minősége és a forgalomformálás. A TSN gyakorlati alkalmazást talál számos területen, például az ipari vezérlésben, az autóiparban és a repüléstechnikában. Az IEEE 1588 egy olyan szabvány, amely meghatározza, hogyan kell a PTP-t megvalósítani. A TSN egy kialakulóban lévő szabvány, amely az IEEE 1588-ra épül, hogy további funkciókat biztosítson az időérzékeny hálózatépítéshez.
| TSN szabványok | ||
|---|---|---|
| Standard | Meghatározás | A szabvány címe |
| IEEE 802.1ASrev, IEEE 1588 | Időzítés és szinkronizálás | Továbbfejlesztések és teljesítményjavítások |
| IEEE 802.1Qbu és IEEE 802.3br | Továbbítás és sorban állás | Keret elővásárlás |
| IEEE 802.1Qbv | Továbbítás és sorban állás | Továbbfejlesztések a menetrend szerinti forgalom számára |
| IEEE 802.1Qca | Útvonal ellenőrzés és lefoglalás | Útvonal ellenőrzés és lefoglalás |
| IEEE 802.1Qcc | Központi konfigurációs módszer | Továbbfejlesztések és teljesítményjavítások |
| IEEE 802.1Qci | Idő alapú behatolás-rendészet | Adatfolyamonkénti szűrés és rendészet |
| IEEE 802.1CB | Zökkenőmentes redundancia | Keret replikáció és kiküszöbölés a megbízhatóság érdekében |
1. táblázat: TSN szabvány
MEGJEGYZÉS : A fenti táblázatban szereplő szabványok közül nem mindegyik szükséges a TSN támogatásához. A Fiberroad TSN sorozatú termékei támogatják az IEEE 1588 (PTPv2), IEEE 802.1AS, IEEE 802.Qbv, IEEE 802.1Qcc és IEEE 802.1Qav szabványokat.
Mit tehet a TSN a dolgok internetéért (IoT)
A dolgok internete (IoT) egy egyre növekvő, internetre csatlakoztatott eszközök hálózata. Ezek az eszközök magukban foglalhatnak mindent a termosztátoktól és autóktól kezdve a gyártóberendezéseken és a kórházi gépeken át. Ahogy az IoT növekszik, úgy nő az igény az eszközök közötti megbízható és hatékony adatküldési módokra is. Itt jön képbe az időérzékeny hálózatépítés (TSN).
A TSN olyan szabványgyűjteményre utal, amely meghatározza az időérzékeny adatok hálózaton keresztüli továbbításának irányelveit. Elsődleges célja annak biztosítása, hogy az adatok továbbítása a lehető legkisebb késleltetéssel, rezgésekkel és késleltetéssel történjen. Ez a funkció létfontosságú olyan alkalmazásokban, ahol akár egyetlen ezredmásodperc is jelentős változást hozhat, például az orvosi berendezésekben vagy az ipari automatizálásban. Ezen túlmenően, a TSN segít csökkenteni az IoT-rendszer általános költségeit azáltal, hogy nincs szükség speciális hardver- és szoftvermegoldásokra.
Amikor egy IoT-alkalmazáshoz hálózati protokollt választunk, számos tényezőt figyelembe kell venni. Ha azonban az azonnali adatátvitel kulcsfontosságú, a TSN-t kell elsődlegesen választani.
1. ábra: TSN az OSI rétegmodellben
A Fiberroad élvonalbeli TSN Ethernet kapcsolója a zökkenőmentes IIoT-csatlakozáshoz
Fiberroad FR-TSN4412 Ez az erőmű az időérzékeny hálózati (TSN) technológiát és az IEEE 1588 Precision Time Protocol (PTPv2) technológiát használja a kifogástalan időszinkronizálás érdekében minden porton – biztosítva, hogy minden művelet zökkenőmentesen, harmonikusan működjön. Az FR-TSN4412 könnyedén támogatja a TSN IEEE szabványokat, amelyek elengedhetetlenek egy teljes, valós idejű kommunikációs megoldáshoz, amely minden lépésnél meghaladja az elvárásokat. A hihetetlen IEEE 802.1AS-REV profil használatától a páratlan időszinkronizáláshoz az IEEE 802.1Qbv fejlesztések ütemezett forgalomhoz és az IEEE 802.1Qbu Frame Preemption teljesítményének kihasználásáig az adatátvitel hatékonyságának optimalizálása érdekében; ez a kapcsoló mindent lefed!
A TSN használatának előnyei
• Az adatok több eszköz közötti szinkronizálásával a TSN hatékonyan minimalizálja a késleltetést, biztosítva, hogy a létfontosságú információk időben, késedelem nélkül megkapják.
• Megnövelt megbízhatóság: A TSN protokollokat úgy tervezték, hogy megbízható, determinisztikus kommunikációt biztosítsanak. Ez elengedhetetlen olyan alkalmazásoknál, ahol az állásidő nem lehetséges, például a gyári automatizálás vagy a videostreaming.
• Fokozott biztonság: A TSN számos technikát alkalmaz a biztonság javítására, beleértve a titkosítást, a hitelesítést és az engedélyezést. A TSN egyedi időzítési mechanizmust is használ a csomagok időben történő kézbesítésére.
• Azáltal, hogy az eszközök hatékonyan megoszthatják az erőforrásokat, a TSN növeli a hatékonyságot, ami csökkenti a költségeket és az erőforrások optimális kihasználását.