Vad är tidskänsligt nätverk (TSN)?
TSN (Time Sensitive Network) är en grupp IEEE 802.1-standarder. De hjälper till att få vanliga Ethernet-nätverk att fungera mer tillförlitligt. TSN är ett sätt att se till att nätverken är snabba och att meddelanden kommer fram i tid. Det garanterar låg latens och jitter och sätter gränser för hur lång tid det tar att skicka meddelanden. Dessa egenskaper har betydelse för olika användningsområden, inklusive industriell automation, fordons- och flygelektroniksystem som behöver omedelbar kontroll av fysiska enheter.
TSN använder en tidssynkroniseringsmekanism som Precision Time Protocol (PTP) för att säkerställa att alla noder i nätverket har en gemensam syn på tiden. TSN låter oss schemalägga paket i förväg, så att de kommer i tid. Den kontrollerar också trafikflödet och trängseln och prioriterar realtidstrafik framför standardtrafik. TSN kan också hantera förlorade eller skadade paket.
Hur jämförs Precision Time Protocol (IEEE 1588) med TSN?
Precision Time Protocol (PTP) är ett protokoll som används för att synkronisera klockor i ett nätverk. I ett nätverk används Precision Time Protocol (PTP) för att synkronisera klockor. När den används med specialiserad hårdvara kan PTP uppnå submikrosekundersnoggrannhet genom att tillhandahålla timinginformation till slavklockor. PTP har ett master-slav-förhållande där masterklockan tillhandahåller tidsinformation till slavklockorna.
TSN är en uppsättning riktlinjer som underlättar pålitlig och snabb kommunikation via Ethernet. Bland dess nyckelfunktioner är tidssynkronisering, servicekvalitet och trafikformning. TSN finner praktisk tillämpning inom olika områden som industriell kontroll, fordonsindustrin och flygelektronik.IEEE 1588 är en standard som definierar hur PTP ska implementeras. TSN är en framväxande standard som bygger på IEEE 1588 för att tillhandahålla ytterligare funktionalitet för tidskänsliga nätverk.
| TSN-standarder | ||
|---|---|---|
| Standard | Definition | Titel på standard |
| IEEE 802.1ASrev, IEEE 1588 | Timing och synkronisering | Förbättringar och prestandaförbättringar |
| IEEE 802.1Qbu och IEEE 802.3br | Vidarebefordran och kö | Frame preemption |
| IEEE 802.1Qbv | Vidarebefordran och kö | Förbättringar för reguljär trafik |
| IEEE 802.1Qca | Vägkontroll och reservation | Vägkontroll och reservation |
| IEEE 802.1Qcc | Central konfigurationsmetod | Förbättringar och prestandaförbättringar |
| IEEE 802.1Qci | Tidsbaserad intrångspolisering | Filtrering och polisarbete per ström |
| IEEE 802.1CB | Sömlös redundans | Frame replikering och eliminering för tillförlitlighet |
Tabell 1: TSN Standard
ANMÄRKNINGAR: Alla standarder som visas i tabellen ovan krävs inte för att stödja TSN. Fiberroads produkter i TSN-serien stöder IEEE 1588(PTPv2), IEEE 802.1AS, IEEE 802.Qbv, IEEE 802.1Qcc, IEEE 802.1Qav.
Vad TSN kan göra för Internet of Things (IoT)
Smakämnen Sakernas Internet (IoT) är ett växande nätverk av enheter som är anslutna till Internet. Dessa enheter kan innehålla allt från termostater och bilar till tillverkningsutrustning och sjukhusmaskiner. När IoT växer ökar också behovet av ett tillförlitligt och effektivt sätt att skicka data mellan enheter. Det är här Time Sensitive Networking (TSN) kommer in.
TSN hänvisar till en samling standarder som fastställer riktlinjer för överföring av tidskänslig data över ett nätverk. Dess primära mål är att säkerställa att data överförs med minsta möjliga fördröjning, jitter och latens. Den här funktionen är avgörande i applikationer där till och med en enda millisekund kan göra en betydande skillnad, till exempel inom medicinsk utrustning eller industriell automation. Dessutom hjälper TSN till att minska de totala kostnaderna för ett IoT-system genom att eliminera behovet av specialiserade hård- och mjukvarulösningar.
När man väljer ett nätverksprotokoll för en IoT-applikation bör man överväga olika faktorer. Men om omedelbar dataöverföring är avgörande bör TSN vara det primära valet.
Figur 1: TSN i OSI-lagermodellen
Fiberroads banbrytande TSN Ethernet-switch för sömlös IIoT-anslutning
Fiberroad FR-TSN4412 Detta kraftpaket använder TSN-teknik (Time-sensitive Networking) och IEEE 1588 Precision Time Protocol (PTPv2) för oklanderlig tidssynkronisering på alla portar – vilket säkerställer att varje operation går sömlöst i harmoni. FR-TSN4412 stöder utan ansträngning TSN IEEE-standarder som är nödvändiga för en komplett kommunikationslösning i realtid som överträffar förväntningarna vid varje tur. Från att använda den otroliga IEEE 802.1AS-REV-profilen för oöverträffad tidssynkronisering till att utnyttja kraften i IEEE 802.1Qbv Enhancements for Scheduled Traffic och IEEE 802.1Qbu Frame Preemption för att optimera dataöverföringseffektiviteten; den här omkopplaren har täckt allt!
Fördelar med att använda TSN
• Med synkronisering av data över flera enheter, minimerar TSN effektivt latensen, vilket säkerställer att viktig information levereras i rätt tid, utan några förseningar.
• Förbättrad tillförlitlighet: TSN-protokoll är utformade för att ge tillförlitlig, deterministisk kommunikation. Detta är viktigt för applikationer där driftstopp inte är ett alternativ, såsom fabriksautomation eller videostreaming.
• Förbättrad säkerhet: TSN använder ett antal tekniker för att förbättra säkerheten, inklusive kryptering, autentisering och auktorisering. TSN använder också en unik tidsmekanism för att säkerställa att paket levereras i rätt tid.
• Genom att göra det möjligt för enheter att effektivt dela resurser främjar TSN ökad effektivitet, vilket leder till minskade kostnader och optimalt utnyttjande av resurser.