Hva er tidssensitivt nettverk (TSN)?
TSN (Time Sensitive Network) er en gruppe IEEE 802.1-standarder. De bidrar til å gjøre vanlige Ethernet-nettverk mer pålitelige. TSN er en måte å sørge for at nettverkene er raske og meldingene kommer frem i tide. Den garanterer lav ventetid og jitter og setter grenser for hvor lang tid det tar å sende meldinger. Disse egenskapene har betydning for ulike bruksområder, inkludert industriell automasjon, bilindustri og flyelektronikksystemer som trenger umiddelbar kontroll av fysiske enheter.
TSN bruker en tidssynkroniseringsmekanisme som Precision Time Protocol (PTP) for å sikre at alle noder i nettverket har et felles syn på tid. TSN lar oss planlegge pakker på forhånd, slik at de kommer i tide. Den kontrollerer også trafikkflyt og overbelastning, og prioriterer trafikk i sanntid fremfor standard trafikk. TSN kan også håndtere tapte eller skadede pakker.
Hvordan er Precision Time Protocol (IEEE 1588) sammenlignet med TSN?
Precision Time Protocol (PTP) er en protokoll som brukes til å synkronisere klokker gjennom et nettverk. I et nettverk brukes Precision Time Protocol (PTP) til å synkronisere klokker. Når den brukes med spesialisert maskinvare, kan PTP oppnå sub-mikrosekunders nøyaktighet ved å gi tidsinformasjon til slaveklokker. PTP har en master-slave-relasjon der masterklokken gir tidsinformasjon til slaveklokkene.
TSN er et sett med retningslinjer som muliggjør pålitelig og rask kommunikasjon via Ethernet. Blant nøkkelfunksjonene er tidssynkronisering, tjenestekvalitet og trafikkforming. TSN finner praktisk anvendelse i forskjellige felt som industriell kontroll, bilindustrien og flyelektronikk.IEEE 1588 er en standard som definerer hvordan PTP skal implementeres. TSN er en ny standard som bygger på IEEE 1588 for å gi tilleggsfunksjonalitet for tidssensitive nettverk.
| TSN-standarder | ||
|---|---|---|
| standard | Definisjon | Tittel på standard |
| IEEE 802.1ASrev, IEEE 1588 | Timing og synkronisering | Forbedringer og ytelsesforbedringer |
| IEEE 802.1Qbu og IEEE 802.3br | Videresending og kø | Rammeforkjøp |
| IEEE 802.1Qbv | Videresending og kø | Forbedringer for rutetrafikk |
| IEEE 802.1Qca | Stikontroll og reservasjon | Stikontroll og reservasjon |
| IEEE 802.1Qcc | Sentral konfigurasjonsmetode | Forbedringer og ytelsesforbedringer |
| IEEE 802.1Qci | Tidsbasert ingress politiarbeid | Per-stream filtrering og politiarbeid |
| IEEE 802.1CB | Sømløs redundans | Frame replikering og eliminering for pålitelighet |
Tabell 1: TSN Standard
MERKNADER: Ikke alle standarder vist i tabellen ovenfor kreves for å støtte TSN. Fiberroads produkter i TSN-serien støtter IEEE 1588(PTPv2), IEEE 802.1AS, IEEE 802.Qbv, IEEE 802.1Qcc, IEEE 802.1Qav.
Hva TSN kan gjøre for tingenes internett (IoT)
De Tingenes Internett (IoT) er et voksende nettverk av enheter som er koblet til Internett. Disse enhetene kan omfatte alt fra termostater og biler til produksjonsutstyr og sykehusmaskiner. Ettersom IoT vokser, øker også behovet for en pålitelig og effektiv måte å sende data mellom enheter. Det er her Time Sensitive Networking (TSN) kommer inn.
TSN viser til en samling standarder som fastsetter retningslinjer for overføring av tidssensitive data over et nettverk. Dens primære mål er å sikre at data overføres med minst mulig forsinkelse, jitter og latens. Denne funksjonen er viktig i applikasjoner der selv et enkelt millisekund kan utgjøre en betydelig forskjell, for eksempel i medisinsk utstyr eller industriell automatisering. Dessuten bidrar TSN til å redusere de totale utgiftene til et IoT-system ved å eliminere behovet for spesialisert maskinvare- og programvareløsninger.
Når man velger en nettverksprotokoll for en IoT-applikasjon, bør man vurdere ulike faktorer. Men hvis øyeblikkelig dataoverføring er avgjørende, bør TSN være det primære valget.
Figur 1: TSN i OSI-lagmodellen
Fiberroads banebrytende TSN Ethernet-svitsj for sømløs IIoT-tilkobling
Fiberroad FR-TSN4412 Dette kraftsenteret bruker tidssensitiv nettverksteknologi (TSN) og IEEE 1588 Precision Time Protocol (PTPv2) for upåklagelig tidssynkronisering på alle porter – og sikrer at hver operasjon går sømløst i harmoni. FR-TSN4412 støtter enkelt TSN IEEE-standarder som er avgjørende for en komplett sanntidskommunikasjonsløsning som overgår forventningene til enhver tid. Fra å bruke den utrolige IEEE 802.1AS-REV-profilen for uovertruffen tidssynkronisering til å utnytte kraften til IEEE 802.1Qbv Enhancements for Scheduled Traffic og IEEE 802.1Qbu Frame Preemption for å optimalisere dataoverføringseffektiviteten; denne bryteren har dekket alt!
Fordeler med å bruke TSN
• Med synkronisering av data på tvers av flere enheter, minimerer TSN effektivt ventetiden, og sikrer at viktig informasjon leveres til rett tid, uten forsinkelser.
• Forbedret pålitelighet: TSN-protokoller er utformet for å gi pålitelig, deterministisk kommunikasjon. Dette er viktig for applikasjoner der nedetid ikke er et alternativ, for eksempel fabrikkautomatisering eller videostreaming.
• Forbedret sikkerhet: TSN bruker en rekke teknikker for å forbedre sikkerheten, inkludert kryptering, autentisering og autorisasjon. TSN bruker også en unik tidsmekanisme for å sikre at pakker leveres til rett tid.
• Ved å gjøre det mulig for enheter å effektivt dele ressurser, fremmer TSN økt effektivitet, noe som fører til reduserte kostnader og optimal utnyttelse av ressursene.