O que é Time Sensitive Network (TSN)?
TSN (Time Sensitive Network) é um grupo de padrões IEEE 802.1. Eles ajudam a tornar as redes Ethernet regulares mais confiáveis. O TSN é uma maneira de garantir que as redes sejam rápidas e as mensagens cheguem a tempo. Ele garante baixa latência e jitter e define limites de quanto tempo as mensagens levam para trafegar. Essas características são importantes para vários usos, incluindo automação industrial, automotiva e sistemas aviônicos que precisam de controle imediato de dispositivos físicos.
O TSN usa um mecanismo de sincronização de tempo, como o Precision Time Protocol (PTP) para garantir que todos os nós da rede tenham uma visão comum do tempo. O TSN nos permite agendar pacotes com antecedência, para que cheguem a tempo. Ele também controla o fluxo e o congestionamento do tráfego, priorizando o tráfego em tempo real sobre o tráfego padrão. O TSN também pode lidar com pacotes perdidos ou danificados.
Como o Precision Time Protocol (IEEE 1588) se compara ao TSN?
Precision Time Protocol (PTP) é um protocolo usado para sincronizar relógios em uma rede. Em uma rede, o Precision Time Protocol (PTP) é usado para sincronizar relógios. Quando usado com hardware especializado, o PTP pode atingir precisão de submicrossegundos, fornecendo informações de tempo para relógios escravos. O PTP tem um relacionamento mestre-escravo no qual o relógio mestre fornece informações de tempo para os relógios escravos.
TSN é um conjunto de diretrizes que facilitam a comunicação confiável e rápida via Ethernet. Entre seus principais recursos estão sincronização de tempo, qualidade de serviço e modelagem de tráfego. O TSN encontra aplicação prática em diversas áreas, como controle industrial, indústria automotiva e aviônica.IEEE 1588 é um padrão que define como o PTP deve ser implementado. TSN é um padrão emergente que se baseia no IEEE 1588 para fornecer funcionalidade adicional para redes sensíveis ao tempo.
| Padrões TSN | ||
|---|---|---|
| Padrão | Definição | Título do Padrão |
| IEEE 802.1ASrev, IEEE 1588 | Temporização e sincronização | Aprimoramentos e melhorias de desempenho |
| IEEE 802.1Qbu e IEEE 802.3br | Encaminhamento e filas | Preempção de quadro |
| IEEE 802.1Qbv | Encaminhamento e filas | Melhorias para o tráfego programado |
| IEEE 802.1Qca | Controle e reserva de caminho | Controle e reserva de caminho |
| IEEE 802.1Qcc | Método de configuração central | Aprimoramentos e melhorias de desempenho |
| IEEE 802.1Qci | Policiamento de entrada baseado em tempo | Filtragem e policiamento por stream |
| IEEE802.1CB | Redundância contínua | Replicação e eliminação de quadros para confiabilidade |
Tabela 1: Padrão TSN
NOTA: Nem todos os padrões mostrados na tabela acima são necessários para suportar TSN. Os produtos da série TSN da Fiberroad suportam IEEE 1588(PTPv2), IEEE 802.1AS, IEEE 802.Qbv, IEEE 802.1Qcc, IEEE 802.1Qav.
O que a TSN pode fazer pela Internet das Coisas (IoT)
A Internet das Coisas (IoT) é uma rede crescente de dispositivos conectados à Internet. Esses dispositivos podem incluir tudo, desde termostatos e carros até equipamentos de fabricação e máquinas hospitalares. À medida que a IoT cresce, aumenta também a necessidade de uma maneira confiável e eficiente de enviar dados entre dispositivos. É aqui que entra o Time Sensitive Networking (TSN).
TSN refere-se a uma coleção de padrões que estabelecem as diretrizes para a transmissão de dados sensíveis ao tempo em uma rede. Seu objetivo principal é garantir que os dados sejam transmitidos com o mínimo possível de atraso, jitter e latência. Esse recurso é vital em aplicações em que até mesmo um único milissegundo pode fazer uma diferença significativa, como em equipamentos médicos ou automação industrial. Além disso, o TSN ajuda a reduzir a despesa geral de um sistema IoT, eliminando a necessidade de soluções especializadas de hardware e software.
Ao selecionar um protocolo de rede para um aplicativo IoT, deve-se considerar vários fatores. No entanto, se a transferência instantânea de dados for crucial, o TSN deve ser a escolha principal.
Figura 1: TSN no modelo de camada OSI
Switch Ethernet TSN de última geração da Fiberroad para conectividade IIoT perfeita
Fiberroad FR-TSN4412 Esta potência utiliza tecnologia Time-sensitive Networking (TSN) e IEEE 1588 Precision Time Protocol (PTPv2) para sincronização de tempo impecável em todas as portas – garantindo que cada operação funcione perfeitamente em harmonia. O FR-TSN4412 suporta facilmente os padrões TSN IEEE, essenciais para uma solução completa de comunicação em tempo real que supera as expectativas a cada passo. Desde a utilização do incrível perfil IEEE 802.1AS-REV para sincronização de tempo incomparável até o aproveitamento do poder dos aprimoramentos IEEE 802.1Qbv para tráfego programado e preempção de quadros IEEE 802.1Qbu para otimizar a eficiência da transmissão de dados; esta opção tem tudo sob controle!
Benefícios do uso do TSN
• Com a sincronização de dados em vários dispositivos, o TSN minimiza efetivamente a latência, garantindo que informações vitais sejam entregues em tempo hábil, sem atrasos.
• Confiabilidade aprimorada: os protocolos TSN são projetados para fornecer comunicação confiável e determinística. Isso é essencial para aplicativos em que o tempo de inatividade não é uma opção, como automação de fábrica ou streaming de vídeo.
• Segurança aprimorada: TSN usa várias técnicas para melhorar a segurança, incluindo criptografia, autenticação e autorização. O TSN também usa um mecanismo de temporização exclusivo para garantir que os pacotes sejam entregues em tempo hábil.
• Ao permitir que os dispositivos compartilhem recursos com eficiência, o TSN promove maior eficiência, levando a custos reduzidos e utilização otimizada de recursos.