Čo je časovo citlivá sieť (TSN)?
TSN (Time Sensitive Network) je skupina štandardov IEEE 802.1. Pomáhajú zvýšiť spoľahlivosť bežných ethernetových sietí. TSN je spôsob, ako zabezpečiť, aby boli siete rýchle a správy prichádzali včas. Zaručuje nízku latenciu a chvenie a stanovuje limity na to, ako dlho trvá prenos správ. Tieto vlastnosti sú dôležité pre rôzne použitia, vrátane systémov priemyselnej automatizácie, automobilového priemyslu a leteckej elektroniky, ktoré si vyžadujú okamžitú kontrolu fyzických zariadení.
TSN používa mechanizmus časovej synchronizácie, ako je Precision Time Protocol (PTP), aby sa zabezpečilo, že všetky uzly v sieti budú mať spoločný pohľad na čas. TSN nám umožňuje naplánovať si pakety vopred, aby dorazili včas. Riadi tiež tok premávky a zápchy, pričom uprednostňuje premávku v reálnom čase pred štandardnou premávkou. TSN dokáže spracovať aj stratené alebo poškodené pakety.
Ako je protokol Precision Time (IEEE 1588) v porovnaní s TSN?
Precision Time Protocol (PTP) je protokol používaný na synchronizáciu hodín v celej sieti. V sieti sa na synchronizáciu hodín používa protokol Precision Time Protocol (PTP). Pri použití so špecializovaným hardvérom môže PTP dosiahnuť submikrosekundovú presnosť poskytovaním časových informácií podriadeným hodinám. PTP má vzťah master-slave, v ktorom hlavné hodiny poskytujú informácie o časovaní podradeným hodinám.
TSN je súbor smerníc, ktoré uľahčujú spoľahlivú a rýchlu komunikáciu cez Ethernet. Medzi jeho kľúčové vlastnosti patrí synchronizácia času, kvalita služieb a formovanie návštevnosti. TSN nachádza praktické uplatnenie v rôznych oblastiach, ako je priemyselné riadenie, automobilový priemysel a avionika.IEEE 1588 je štandard, ktorý definuje spôsob implementácie PTP. TSN je nový štandard, ktorý stavia na IEEE 1588 a poskytuje ďalšie funkcie pre časovo citlivé siete.
| Normy TSN | ||
|---|---|---|
| štandard | Definícia | Názov normy |
| IEEE 802.1ASrev, IEEE 1588 | Načasovanie a synchronizácia | Vylepšenia a vylepšenia výkonu |
| IEEE 802.1Qbu a IEEE 802.3br | Preposielanie a radenie | Preempcia rámu |
| IEEE 802.1Qbv | Preposielanie a radenie | Vylepšenia pre plánovanú premávku |
| IEEE 802.1Qca | Kontrola a rezervácia cesty | Kontrola a rezervácia cesty |
| IEEE 802.1Qcc | Centrálna metóda konfigurácie | Vylepšenia a vylepšenia výkonu |
| IEEE 802.1Qci | Policajný prístup založený na čase | Filtrovanie podľa prúdu a kontrola |
| IEEE 802.1CB | Bezproblémová redundancia | Replikácia a eliminácia rámca pre spoľahlivosť |
Tabuľka 1: Štandard TSN
Poznámka: Nie všetky normy uvedené v tabuľke vyššie sa vyžadujú na podporu TSN. Produkty radu TSN od Fiberroad podporujú IEEE 1588(PTPv2), IEEE 802.1AS, IEEE 802.Qbv, IEEE 802.1Qcc, IEEE 802.1Qav.
Čo môže TSN urobiť pre internet vecí (IoT)
internet vecí (IoT) je rastúca sieť zariadení, ktoré sú pripojené k internetu. Tieto zariadenia môžu zahŕňať všetko od termostatov a automobilov až po výrobné zariadenia a nemocničné stroje. S rastom internetu vecí rastie aj potreba spoľahlivého a efektívneho spôsobu odosielania údajov medzi zariadeniami. Tu prichádza na scénu Time Sensitive Networking (TSN).
TSN odkazuje na súbor noriem, ktoré stanovujú usmernenia pre prenos časovo citlivých údajov cez sieť. Jeho primárnym cieľom je zabezpečiť, aby sa dáta prenášali s čo najmenším oneskorením, jitterom a latenciou. Táto funkcia je životne dôležitá v aplikáciách, kde môže čo i len jedna milisekunda znamenať významný rozdiel, ako napríklad v medicínskych zariadeniach alebo priemyselnej automatizácii. Okrem toho TSN pomáha znižovať celkové náklady na systém internetu vecí tým, že eliminuje potrebu špecializovaných hardvérových a softvérových riešení.
Pri výbere sieťového protokolu pre aplikáciu IoT by ste mali zvážiť rôzne faktory. Ak je však rozhodujúci okamžitý prenos dát, TSN by malo byť primárnou voľbou.
Obrázok 1: TSN v modeli vrstvy OSI
Špičkový ethernetový prepínač TSN od Fiberroad pre bezproblémové pripojenie IIoT
Fiberroad FR-TSN4412 Táto sila využíva technológiu Time-sensitive Networking (TSN) a IEEE 1588 Precision Time Protocol (PTPv2) na dokonalú synchronizáciu času na všetkých portoch – zaisťuje, že každá operácia prebieha hladko v harmónii. FR-TSN4412 bez námahy podporuje štandardy TSN IEEE nevyhnutné pre kompletné komunikačné riešenie v reálnom čase, ktoré na každom kroku prekračuje očakávania. Od využitia neuveriteľného profilu IEEE 802.1AS-REV na bezkonkurenčnú synchronizáciu času až po využitie výkonu vylepšení IEEE 802.1Qbv pre plánovanú prevádzku a IEEE 802.1Qbu Frame Preemption na optimalizáciu účinnosti prenosu dát; tento prepínač má všetko!
Výhody používania TSN
• Vďaka synchronizácii údajov medzi viacerými zariadeniami TSN efektívne minimalizuje latenciu, čím zaisťuje, že dôležité informácie budú doručené včas a bez akýchkoľvek oneskorení.
• Vylepšená spoľahlivosť: Protokoly TSN sú navrhnuté tak, aby poskytovali spoľahlivú, deterministickú komunikáciu. To je nevyhnutné pre aplikácie, kde nie sú možné prestoje, ako je automatizácia výroby alebo streamovanie videa.
• Vylepšená bezpečnosť: TSN používa množstvo techník na zlepšenie bezpečnosti, vrátane šifrovania, autentifikácie a autorizácie. TSN tiež používa jedinečný mechanizmus časovania, aby sa zabezpečilo, že pakety budú doručené včas.
• Tým, že TSN umožňuje zariadeniam efektívne zdieľať zdroje, podporuje vyššiu efektivitu, čo vedie k zníženiu nákladov a optimálnemu využitiu zdrojov.