എന്താണ് ടൈം സെൻസിറ്റീവ് നെറ്റ്‌വർക്ക് (TSN)?

TSN (ടൈം സെൻസിറ്റീവ് നെറ്റ്‌വർക്ക്) IEEE 802.1 മാനദണ്ഡങ്ങളുടെ ഒരു ഗ്രൂപ്പാണ്. സാധാരണ ഇഥർനെറ്റ് നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ കൂടുതൽ വിശ്വസനീയമായി പ്രവർത്തിക്കാൻ അവ സഹായിക്കുന്നു. നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ വേഗത്തിലാണെന്നും സന്ദേശങ്ങൾ കൃത്യസമയത്ത് എത്തുന്നുവെന്നും ഉറപ്പാക്കാനുള്ള ഒരു മാർഗമാണ് TSN. ഇത് കുറഞ്ഞ കാലതാമസവും ഇളക്കവും ഉറപ്പുനൽകുന്നു, സന്ദേശങ്ങൾ യാത്ര ചെയ്യാൻ എത്ര സമയമെടുക്കും എന്നതിന് പരിധി നിശ്ചയിക്കുന്നു. ഫിസിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളുടെ ഉടനടി നിയന്ത്രണം ആവശ്യമായ വ്യാവസായിക ഓട്ടോമേഷൻ, ഓട്ടോമോട്ടീവ്, ഏവിയോണിക്സ് സംവിധാനങ്ങൾ ഉൾപ്പെടെ വിവിധ ഉപയോഗങ്ങൾക്ക് ഈ സവിശേഷതകൾ പ്രധാനമാണ്.

നെറ്റ്‌വർക്കിലെ എല്ലാ നോഡുകൾക്കും സമയത്തിന്റെ പൊതുവായ കാഴ്‌ച ഉണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ പ്രിസിഷൻ ടൈം പ്രോട്ടോക്കോൾ (പിടിപി) പോലുള്ള സമയ-സിൻക്രൊണൈസേഷൻ മെക്കാനിസം ടിഎസ്എൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പാക്കറ്റുകൾ മുൻകൂട്ടി ഷെഡ്യൂൾ ചെയ്യാൻ TSN ഞങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു, അതിനാൽ അവ കൃത്യസമയത്ത് എത്തിച്ചേരും. സ്റ്റാൻഡേർഡ് ട്രാഫിക്കിനെക്കാൾ തത്സമയ ട്രാഫിക്കിന് മുൻഗണന നൽകിക്കൊണ്ട് ഇത് ട്രാഫിക് ഫ്ലോയും തിരക്കും നിയന്ത്രിക്കുന്നു. നഷ്ടപ്പെട്ടതോ കേടായതോ ആയ പാക്കറ്റുകളും കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ TSN-ന് കഴിയും.

പ്രിസിഷൻ ടൈം പ്രോട്ടോക്കോൾ (IEEE 1588) എങ്ങനെയാണ് TSN-മായി താരതമ്യം ചെയ്യുന്നത്?

ഒരു നെറ്റ്‌വർക്കിലുടനീളം ക്ലോക്കുകൾ സമന്വയിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു പ്രോട്ടോക്കോൾ ആണ് പ്രിസിഷൻ ടൈം പ്രോട്ടോക്കോൾ (PTP). ഒരു നെറ്റ്‌വർക്കിൽ, ക്ലോക്കുകൾ സമന്വയിപ്പിക്കാൻ പ്രിസിഷൻ ടൈം പ്രോട്ടോക്കോൾ (പിടിപി) ഉപയോഗിക്കുന്നു. പ്രത്യേക ഹാർഡ്‌വെയർ ഉപയോഗിച്ച് ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, സ്ലേവ് ക്ലോക്കുകൾക്ക് സമയ വിവരങ്ങൾ നൽകിക്കൊണ്ട് PTP-ക്ക് സബ്-മൈക്രോസെക്കൻഡ് കൃത്യത കൈവരിക്കാൻ കഴിയും. PTP-ക്ക് ഒരു മാസ്റ്റർ-സ്ലേവ് ബന്ധമുണ്ട്, അതിൽ മാസ്റ്റർ ക്ലോക്ക് സ്ലേവ് ക്ലോക്കുകൾക്ക് സമയ വിവരങ്ങൾ നൽകുന്നു.

ഇഥർനെറ്റ് വഴി വിശ്വസനീയവും വേഗത്തിലുള്ളതുമായ ആശയവിനിമയം സുഗമമാക്കുന്ന മാർഗ്ഗനിർദ്ദേശങ്ങളുടെ ഒരു കൂട്ടമാണ് TSN. സമയ സമന്വയം, സേവനത്തിന്റെ ഗുണനിലവാരം, ട്രാഫിക് രൂപപ്പെടുത്തൽ എന്നിവ അതിന്റെ പ്രധാന സവിശേഷതകളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. വ്യാവസായിക നിയന്ത്രണം, ഓട്ടോമോട്ടീവ് വ്യവസായം, ഏവിയോണിക്സ് തുടങ്ങിയ വൈവിധ്യമാർന്ന മേഖലകളിൽ TSN പ്രായോഗിക പ്രയോഗം കണ്ടെത്തുന്നു.IEEE 1588 PTP എങ്ങനെ നടപ്പിലാക്കണമെന്ന് നിർവചിക്കുന്ന ഒരു മാനദണ്ഡമാണ്. ടൈം സെൻസിറ്റീവ് നെറ്റ്‌വർക്കിംഗിനായി അധിക പ്രവർത്തനം നൽകുന്നതിന് ഐഇഇഇ 1588-ൽ നിർമ്മിക്കുന്ന ഉയർന്നുവരുന്ന ഒരു സ്റ്റാൻഡേർഡാണ് TSN.

TSN മാനദണ്ഡങ്ങൾ
സ്റ്റാൻഡേർഡ് നിര്വചനം സ്റ്റാൻഡേർഡിന്റെ തലക്കെട്ട്
IEEE 802.1ASrev, IEEE 1588 സമയവും സമന്വയവും മെച്ചപ്പെടുത്തലുകളും പ്രകടന മെച്ചപ്പെടുത്തലുകളും
IEEE 802.1Qbu, IEEE 802.3br ഫോർവേഡിംഗ്, ക്യൂവിംഗ് ഫ്രെയിം മുൻകരുതൽ
IEEE 802.1Qbv ഫോർവേഡിംഗ്, ക്യൂവിംഗ് ഷെഡ്യൂൾ ചെയ്ത ട്രാഫിക്കിനുള്ള മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ
IEEE 802.1Qca പാത നിയന്ത്രണവും റിസർവേഷനും പാത നിയന്ത്രണവും റിസർവേഷനും
IEEE 802.1Qcc കേന്ദ്ര കോൺഫിഗറേഷൻ രീതി മെച്ചപ്പെടുത്തലുകളും പ്രകടന മെച്ചപ്പെടുത്തലുകളും
IEEE 802.1Qci സമയാധിഷ്‌ഠിതമായ ഇൻഗ്രെസ് പോലീസിംഗ് ഓരോ സ്ട്രീം ഫിൽട്ടറിംഗും പോലീസിംഗും
IEEE 802.1CB തടസ്സമില്ലാത്ത ആവർത്തനം വിശ്വാസ്യതയ്ക്കായി ഫ്രെയിം റെപ്ലിക്കേഷനും ഉന്മൂലനവും

പട്ടിക 1 : TSN സ്റ്റാൻഡേർഡ്

കുറിപ്പ്: മുകളിലെ പട്ടികയിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന എല്ലാ മാനദണ്ഡങ്ങളും TSN-നെ പിന്തുണയ്ക്കാൻ ആവശ്യമില്ല. Fiberroad-ന്റെ TSN സീരീസ് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ IEEE 1588(PTPv2), IEEE 802.1AS, IEEE 802.Qbv, IEEE 802.1Qcc, IEEE 802.1Qav എന്നിവയെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു.

ഇന്റർനെറ്റ് ഓഫ് തിംഗ്സിനായി (IoT) TSN-ന് എന്തുചെയ്യാൻ കഴിയും

ദി കാര്യങ്ങൾ ഇന്റർനെറ്റ് (IoT) ഇന്റർനെറ്റുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങളുടെ വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ഒരു ശൃംഖലയാണ്. ഈ ഉപകരണങ്ങളിൽ തെർമോസ്റ്റാറ്റുകളും കാറുകളും മുതൽ നിർമ്മാണ ഉപകരണങ്ങളും ആശുപത്രി മെഷീനുകളും വരെ ഉൾപ്പെടാം. IoT വളരുന്നതിനനുസരിച്ച്, ഉപകരണങ്ങൾക്കിടയിൽ ഡാറ്റ അയയ്‌ക്കുന്നതിനുള്ള വിശ്വസനീയവും കാര്യക്ഷമവുമായ മാർഗത്തിന്റെ ആവശ്യകതയും വർദ്ധിക്കുന്നു. ഇവിടെയാണ് ടൈം സെൻസിറ്റീവ് നെറ്റ്‌വർക്കിംഗ് (TSN) വരുന്നത്.

ഒരു നെറ്റ്‌വർക്കിലൂടെ സമയ സെൻസിറ്റീവ് ഡാറ്റ കൈമാറുന്നതിനുള്ള മാർഗ്ഗനിർദ്ദേശങ്ങൾ സ്ഥാപിക്കുന്ന മാനദണ്ഡങ്ങളുടെ ഒരു ശേഖരത്തെയാണ് TSN സൂചിപ്പിക്കുന്നു. സാധ്യമായ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ കാലതാമസം, വിറയൽ, ലേറ്റൻസി എന്നിവയിൽ ഡാറ്റ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കുക എന്നതാണ് ഇതിന്റെ പ്രാഥമിക ലക്ഷ്യം. മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ അല്ലെങ്കിൽ വ്യാവസായിക ഓട്ടോമേഷൻ പോലെ, ഒരു മില്ലിസെക്കൻഡ് പോലും കാര്യമായ വ്യത്യാസം വരുത്താൻ കഴിയുന്ന ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഈ സവിശേഷത പ്രധാനമാണ്. കൂടാതെ, പ്രത്യേക ഹാർഡ്‌വെയർ, സോഫ്റ്റ്‌വെയർ സൊല്യൂഷനുകളുടെ ആവശ്യകത ഇല്ലാതാക്കി ഒരു IoT സിസ്റ്റത്തിന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള ചെലവ് കുറയ്ക്കാൻ TSN സഹായിക്കുന്നു.

ഒരു IoT ആപ്ലിക്കേഷനായി ഒരു നെറ്റ്‌വർക്കിംഗ് പ്രോട്ടോക്കോൾ തിരഞ്ഞെടുക്കുമ്പോൾ, ഒരാൾ വിവിധ ഘടകങ്ങൾ പരിഗണിക്കണം. എന്നിരുന്നാലും, തൽക്ഷണ ഡാറ്റ കൈമാറ്റം നിർണായകമാണെങ്കിൽ, TSN ആയിരിക്കണം പ്രാഥമിക തിരഞ്ഞെടുപ്പ്.

OSI ലെയർ മോഡലിലെ ടൈം സെൻസിറ്റീവ് നെറ്റ്‌വർക്ക് പ്രോട്ടോക്ൾ
ചിത്രം 1 : OSI ലെയർ മോഡലിൽ TSN

തടസ്സമില്ലാത്ത IIoT കണക്റ്റിവിറ്റിക്കായി ഫൈബർറോഡിന്റെ കട്ടിംഗ് എഡ്ജ് TSN ഇഥർനെറ്റ് സ്വിച്ച്

Fiberroad FR-TSN4412 എല്ലാ പോർട്ടുകളിലും കുറ്റമറ്റ സമയ സമന്വയത്തിനായി ടൈം സെൻസിറ്റീവ് നെറ്റ്‌വർക്കിംഗ് (TSN) സാങ്കേതികവിദ്യയും IEEE 1588 പ്രിസിഷൻ ടൈം പ്രോട്ടോക്കോളും (PTPv2) ഈ പവർഹൗസ് ഉപയോഗിക്കുന്നു - എല്ലാ പ്രവർത്തനങ്ങളും യോജിപ്പോടെ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു. FR-TSN4412 അനായാസമായി TSN IEEE മാനദണ്ഡങ്ങളെ പിന്തുണയ്‌ക്കുന്നു, ഒരു സമ്പൂർണ്ണ തത്സമയ ആശയവിനിമയ പരിഹാരത്തിന് അത് ഓരോ ഘട്ടത്തിലും പ്രതീക്ഷകളെ കവിയുന്നു. സമാനതകളില്ലാത്ത സമയ സമന്വയത്തിനായി അവിശ്വസനീയമായ IEEE 802.1AS-REV പ്രൊഫൈൽ ഉപയോഗിക്കുന്നത് മുതൽ ഷെഡ്യൂൾഡ് ട്രാഫിക്കിനായുള്ള IEEE 802.1Qbv മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ, ഡാറ്റാ ട്രാൻസ്മിഷൻ കാര്യക്ഷമത ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിന് IEEE 802.1Qbu ഫ്രെയിം പ്രീംപ്ഷൻ എന്നിവയുടെ ശക്തി പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നത് വരെ; ഈ സ്വിച്ച് എല്ലാം കവർ ചെയ്തു!

TSN ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്റെ പ്രയോജനങ്ങൾ

• ഒന്നിലധികം ഉപകരണങ്ങളിലുടനീളമുള്ള ഡാറ്റയുടെ സമന്വയത്തിലൂടെ, TSN ഫലപ്രദമായി കാലതാമസം കുറയ്ക്കുന്നു, സുപ്രധാന വിവരങ്ങൾ കാലതാമസം കൂടാതെ സമയബന്ധിതമായി ഡെലിവർ ചെയ്യപ്പെടുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു.

• മെച്ചപ്പെട്ട വിശ്വാസ്യത: TSN പ്രോട്ടോക്കോളുകൾ വിശ്വസനീയവും നിർണ്ണായകവുമായ ആശയവിനിമയം നൽകുന്നതിന് രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ളതാണ്. ഫാക്ടറി ഓട്ടോമേഷൻ അല്ലെങ്കിൽ വീഡിയോ സ്ട്രീമിംഗ് പോലുള്ള പ്രവർത്തനരഹിതമായ ഒരു ഓപ്ഷനല്ലാത്ത ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് ഇത് അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്.

• എൻഹാൻസ്ഡ് സെക്യൂരിറ്റി: എൻക്രിപ്ഷൻ, ആധികാരികത, അംഗീകാരം എന്നിവ ഉൾപ്പെടെ, സുരക്ഷ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ടിഎസ്എൻ നിരവധി സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പാക്കറ്റുകൾ കൃത്യസമയത്ത് വിതരണം ചെയ്യുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ ടിഎസ്എൻ ഒരു അദ്വിതീയ സമയ സംവിധാനവും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

• വിഭവങ്ങൾ ഫലപ്രദമായി പങ്കിടാൻ ഉപകരണങ്ങളെ പ്രാപ്തമാക്കുന്നതിലൂടെ, TSN വർദ്ധിച്ച കാര്യക്ഷമത പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നതിനും വിഭവങ്ങളുടെ ഒപ്റ്റിമൽ വിനിയോഗത്തിനും ഇടയാക്കുന്നു.