Що таке чутлива до часу мережа (TSN)?
TSN (Мережа, чутлива до часу) — це група стандартів IEEE 802.1. Вони допомагають зробити звичайні мережі Ethernet більш надійними. TSN – це спосіб переконатися, що мережі працюють швидко, а повідомлення надходять вчасно. Він гарантує низьку затримку та тремтіння та встановлює обмеження на тривалість передачі повідомлень. Ці характеристики мають значення для різних застосувань, у тому числі для систем промислової автоматизації, автомобільної та авіоніки, які потребують негайного керування фізичними пристроями.
TSN використовує механізм синхронізації часу, такий як протокол точного часу (PTP), щоб гарантувати, що всі вузли в мережі мають загальне уявлення про час. TSN дозволяє нам планувати пакети заздалегідь, щоб вони надходили вчасно. Він також контролює транспортний потік і затори, віддаючи пріоритет трафіку в реальному часі над стандартним. TSN також може обробляти втрачені або пошкоджені пакети.
Як протокол Precision Time (IEEE 1588) порівнюється з TSN?
Протокол точного часу (PTP) — це протокол, який використовується для синхронізації годинників у мережі. У мережі протокол точного часу (PTP) використовується для синхронізації годинників. При використанні зі спеціальним апаратним забезпеченням PTP може досягти субмікросекундної точності, надаючи інформацію про час підлеглим годинникам. PTP має зв’язок головний-підлеглий, у якому головний годинник надає інформацію про час підлеглим годинникам.
TSN — це набір інструкцій, які забезпечують надійний і швидкий зв’язок через Ethernet. Серед його ключових особливостей – синхронізація часу, якість обслуговування та формування трафіку. TSN знаходить практичне застосування в різноманітних галузях, таких як промисловий контроль, автомобільна промисловість та авіоніка.IEEE 1588 це стандарт, який визначає, як має бути реалізований PTP. TSN — це стандарт, який розвивається на основі IEEE 1588, щоб забезпечити додаткову функціональність для чутливих до часу мереж.
| Стандарти ТСН | ||
|---|---|---|
| стандарт | Визначення | Назва стандарту |
| IEEE 802.1ASrev, IEEE 1588 | Хронометраж і синхронізація | Покращення та покращення продуктивності |
| IEEE 802.1Qbu та IEEE 802.3br | Пересилання та черги | Випередження кадру |
| IEEE 802.1Qbv | Пересилання та черги | Покращення для запланованого руху |
| IEEE 802.1Qca | Контроль і резервування шляху | Контроль і резервування шляху |
| IEEE 802.1Qcc | Метод центральної конфігурації | Покращення та покращення продуктивності |
| IEEE 802.1Qci | Охорона входу на основі часу | Потокова фільтрація та контроль |
| IEEE 802.1CB | Повне резервування | Реплікація та видалення кадрів для надійності |
Таблиця 1: Стандарт TSN
ПРИМІТКА: Не всі стандарти, наведені у таблиці вище, вимагаються для підтримки TSN. Продукти серії Fiberroad TSN підтримують IEEE 1588(PTPv2), IEEE 802.1AS, IEEE 802.Qbv, IEEE 802.1Qcc, IEEE 802.1Qav.
Що TSN може зробити для Інтернету речей (IoT)
Команда Інтернет речей (IoT) — це зростаюча мережа пристроїв, підключених до Інтернету. Ці пристрої можуть включати все: від термостатів і автомобілів до виробничого обладнання та лікарняних машин. Із зростанням Інтернету речей зростає потреба в надійному та ефективному способі передачі даних між пристроями. Тут на допомогу приходить мережа, чутлива до часу (TSN).
TSN відноситься до набору стандартів, які встановлюють вказівки щодо передачі чутливих до часу даних через мережу. Його основна мета — забезпечити передачу даних із найменшою можливою затримкою, тремтінням і затримкою. Ця функція життєво важлива в програмах, де навіть одна мілісекунда може мати суттєве значення, наприклад, у медичному обладнанні чи промисловій автоматизації. Крім того, TSN допомагає зменшити загальні витрати на систему IoT, усуваючи потребу в спеціалізованих апаратних і програмних рішеннях.
Вибираючи мережевий протокол для програми IoT, слід враховувати різні фактори. Однак, якщо миттєва передача даних має вирішальне значення, TSN має бути основним вибором.
Рисунок 1: TSN у моделі рівня OSI
Передовий комутатор TSN Ethernet від Fiberroad для безперебійного підключення до Інтернету речей
Fiberroad FR-TSN4412 Ця електростанція використовує технологію чутливої до часу мережі (TSN) і протокол точного часу IEEE 1588 (PTPv2) для бездоганної синхронізації часу на всіх портах, забезпечуючи безперебійну роботу всіх операцій. FR-TSN4412 без особливих зусиль підтримує стандарти TSN IEEE, необхідні для повного комунікаційного рішення в режимі реального часу, яке на кожному кроці перевершує очікування. Від використання неймовірного профілю IEEE 802.1AS-REV для неперевершеної синхронізації часу до використання можливостей IEEE 802.1Qbv Enhancements for Scheduled Traffic та IEEE 802.1Qbu Frame Preemption для оптимізації ефективності передачі даних; цей комутатор охопив усе!
Переваги використання ТСН
• Завдяки синхронізації даних на кількох пристроях TSN ефективно мінімізує затримку, забезпечуючи своєчасну доставку важливої інформації без затримок.
• Підвищена надійність: протоколи TSN розроблено для забезпечення надійного детермінованого зв’язку. Це важливо для додатків, де простой неможливий, наприклад для автоматизації виробництва або потокового відео.
• Покращена безпека: TSN використовує ряд методів для покращення безпеки, включаючи шифрування, автентифікацію та авторизацію. TSN також використовує унікальний механізм синхронізації, щоб забезпечити своєчасну доставку пакетів.
• Дозволяючи пристроям ефективно ділитися ресурсами, TSN сприяє підвищенню ефективності, що призводить до зниження витрат і оптимального використання ресурсів.