タイムセンシティブネットワーク(TSN)とは何ですか?

TSN(Time Sensitive Network)は、IEEE 802.1 標準規格のグループです。 これらは、通常のイーサネット ネットワークをより確実に実行するのに役立ちます。 TSN は、ネットワークが高速であり、メッセージが時間どおりに到着することを確認する方法です。 これにより、低遅延と低ジッターが保証され、メッセージの送信にかかる時間に制限が設定されます。 これらの特性は、物理デバイスの即時制御が必要な産業オートメーション、自動車、航空電子工学システムなどのさまざまな用途に重要です。

TSN は、Precision Time Protocol (PTP) などの時刻同期メカニズムを使用して、ネットワーク内のすべてのノードが共通の時刻を認識できるようにします。 TSN を使用すると、パケットが時間通りに到着するように、事前にパケットをスケジュールできます。 また、標準トラフィックよりもリアルタイム トラフィックを優先して、トラフィック フローと混雑を制御します。 TSN は紛失または破損したパケットも処理できます。

Precision Time Protocol (IEEE 1588) は TSN とどう違うのですか?

PTP (Precision Time Protocol) は、ネットワーク全体でクロックを同期するために使用されるプロトコルです。 ネットワークでは、Precision Time Protocol (PTP) を使用してクロックを同期します。 特殊なハードウェアと併用すると、PTP はスレーブ クロックにタイミング情報を提供することでサブマイクロ秒の精度を達成できます。 PTP にはマスターとスレーブの関係があり、マスター クロックがスレーブ クロックにタイミング情報を提供します。

TSN は、イーサネット経由での信頼性が高く、高速な通信を促進する一連のガイドラインです。 その主な機能には、時刻同期、サービス品質、トラフィック シェーピングなどがあります。 TSN は、産業用制御、自動車産業、航空電子工学などのさまざまな分野で実用化されています。IEEE 1588 は、PTP の実装方法を定義する標準です。 TSN は、IEEE 1588 に基づいて構築され、時間に敏感なネットワーキングに追加機能を提供する新しい標準です。

表 1 : TSN 規格

注意: 上の表に示されているすべての規格が TSN をサポートする必要があるわけではありません。 ファイバーロードのTSNシリーズ製品は、IEEE 1588(PTPv2)、IEEE 802.1AS、IEEE 802.Qbv、IEEE 802.1Qcc、IEEE 802.1Qavをサポートしています。

モノのインターネット (IoT) に対して TSN ができること

　 モノのインターネット (IoT) は、インターネットに接続されるデバイスのネットワークが拡大しています。 これらのデバイスには、サーモスタットや自動車から製造装置や病院の機械に至るまで、あらゆるものが含まれます。 IoT が成長するにつれて、デバイス間でデータを送信するための信頼性が高く効率的な方法の必要性も高まります。 ここで、Time Sensitive Networking (TSN) が登場します。

TSN は、時間に敏感なデータをネットワーク上で送信するためのガイドラインを確立する標準の集合を指します。 その主な目的は、データが可能な限り最小限の遅延、ジッター、待ち時間で送信されるようにすることです。 この機能は、医療機器や産業オートメーションなど、わずか XNUMX ミリ秒でも大きな違いが生じる可能性があるアプリケーションでは不可欠です。 さらに、TSN は、特殊なハードウェアおよびソフトウェア ソリューションの必要性を排除することで、IoT システムの全体的な費用の削減に役立ちます。

IoT アプリケーションのネットワーク プロトコルを選択するときは、さまざまな要素を考慮する必要があります。 ただし、即時データ転送が重要な場合は、TSN を第一の選択肢にする必要があります。

図 1 : OSI レイヤー モデルの TSN

シームレスな IIoT 接続を実現する Fiberroad の最先端 TSN イーサネット スイッチ

Fiberroad FR-TSN4412 この強力な製品は、Time-sensitive Networking (TSN) テクノロジーと IEEE 1588 Precision Time Protocol (PTPv2) を利用して、すべてのポートで完璧な時刻同期を実現し、すべての操作がシームレスに調和して実行されることを保証します。 FR-TSN4412 は、あらゆる点で期待を超える完全なリアルタイム通信ソリューションに不可欠な TSN IEEE 標準を簡単にサポートします。 比類のない時刻同期のための驚異的な IEEE 802.1AS-REV プロファイルの利用から、スケジュールされたトラフィックに対する IEEE 802.1Qbv 拡張機能およびデータ伝送効率を最適化するための IEEE 802.1Qbu フレーム プリエンプションの力の利用まで。 このスイッチですべてがカバーされます。

詳細はこちら

TSN を使用する利点

• TSN は、複数のデバイスにわたるデータの同期により遅延を効果的に最小限に抑え、重要な情報が遅延なくタイムリーに配信されることを保証します。

• 信頼性の向上: TSN プロトコルは、信頼性の高い確定的な通信を提供するように設計されています。 これは、工場オートメーションやビデオストリーミングなど、ダウンタイムが許されないアプリケーションにとって不可欠です。

• セキュリティの強化: TSN は、暗号化、認証、認可などのセキュリティを向上させるために、さまざまな技術を使用します。 TSN は、パケットが適時に配信されることを保証するために、独自のタイミング メカニズムも使用します。

• TSN は、デバイスがリソースを効果的に共有できるようにすることで効率の向上を促進し、コストの削減とリソースの最適な利用につながります。