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TSN,未来已来
抢先 步,研华发布TSN交换机
TSN开启IT和OT融合 新曙光
CLPA国内支部高级工程师杨凯表示,在目前 工厂网络里,不同 线上,可能会存在例如Profinet、CC-Link等不同 总线协议,不同产线之间 资料统计交互和信息化改造始终是用户 痛点。而传统 工业实时以太网, 般采取预留带宽 方式来保证资料统计 实时性和准确性,但可靠性和实时性 表现着实 般。TSN作为以太网扩充 协议质量,在实现资料统计融合传输、打破信息孤岛,以及实现互联互通等方面展现出了前所未有 潜力。
TSN原本是起源于EthernetAVB（AudioVideoBridging） 质量化规格,它在被赋予了同步时间、控制A/V机器机能、预约频宽等功能后,由IEEE（电气和电子工程师协会）不断增修,普及到了工业、汽车等行业,并在过往将其正式改名为TSN。显而易见,在未来,工业以太网将从个别规格向共通网络规格移转。CLPA国内台湾地区事务局长陈重光介绍道,近年来,除了IEEE将该规格同步到IEC 全世界质量规格上外,CC-Link协会、P OPCUA等开启式网络协会团体也正在研讨将TSN作为开启型网络 适用性。
TSN拥有许多传统工业网络架构难以实现 功能,它 前世今生是如何。TSN能为IT与OT深度融合带来哪些契机。新新 行业动态又有哪些。近日,研华科技联合CC-Link协会通过两岸连线直播 形式举办了在线会议,我们不妨通过这次会议,来深入了解TSN这 可能成为未来工业通信统 质量 工业网络技术。
传统工业网络存在延迟和实时控制困难 问题,传输速度无法超过 零零Mb/s,扩展性也因此受到影响。不同 通讯协议只能使用专有 硬软件,更是严重限制了用户使用 灵活性、设备互操作性,增加了维护和运营成本。参与本次会议 位老师 致认为,在工业互联网时代,企业亟需新大程度保持敏捷、灵活,以提高效率和迅速响应能力,TSN 出现正解决了这 问题。
在TSN交换机 研发中,研华无疑抢先了 步。在此次会议上,研华正式发布了EKI- 零零G工业级TSN以太网交换机,成为当前全世界为数不多 采用TSN芯片方案 TSN交换机。
在工业通讯领域,现场总线技术从推出到落地大概花了 零年时间,以太网技术 大规模运用则花了差不多 年,而新兴 TSN则有望在未来 ~ 年内走向成熟。对于用户或厂家来说,开发产品从立项到研发量产,再到推向市场也仅再需 ~ 年 时间。杨凯解释道，“这就好比 G技术 迭代,我们能够发现,新技术从推出到落地再到成熟 生命周期, 直在不断缩短。”
工业以太网不是 个新 概念,在它蓬勃发展 期间诞生了几 种通讯协议。研华工业物联网事业群资深开发经理张亦诚表示,目前工业领域所使用 通讯协议形色不 ,每 个协议背后也都各自有支持 厂商,虽然单独来看都各具优势,但新大 问题就是彼此不相容,难以形成统 质量。“语言”不通为实时通讯带来很大难度,狗粮快讯网昨天这个消息,想享受“书同文,车同轨”式 便利,统 质量 TSN也就应运而生。
当然,除了产品供应商 积极研发外,为主动拥抱TSN 时代,去年 月,CC-Link协会就发布了全新 通讯协议CC-LinkIETSN。这 举动拓展了CC-LinkIE基于工业以太网实现企业从信息层到应用层纵向整合 先进通信技术。CLPA国内支部高级工程师杨凯补充道，“相对于传统 CC-Link以及CC-LinkIE,CC-LinkIETSN在开启性方面是 。”完全开启 架构也是为了方便更多厂商进行合作,以共同建立TSN质量 生态圈。
所谓时间同步（IEEE 零 . AS），在传统 时间同步通讯架构中,设备之间 时间来源不 ,及时性 需求也不 样,TSN能使时间不同步 设备共用 个 时间来源,这样 同步机制在半导体制造、汽车制造业等领域中,能够保障机器行云流水 运作。
所谓时间感知整形器（IEEE 零 . Qbv），TSN 质量在资料注列中架设了时间开关 闸门,使得实时性资料在固定时间内传输,不受产品非实时性资料 影响。简单来说,这个机制是根据已知且设定 时间表来进行开关驱动。不同于传统交换机 QOS功能,TSN交换机会对优先等级高 资料统计采取预支、预留手段,以保障资料统计流通 实时性。
所谓流量调度功能（IEEE 零 . Qbu）， 般 通讯架构中,重要 OT资料出现 时候,也并不会中断正在传输 资料,使得重要讯息被延迟,从而带来停机损失。TSN 优先流量调度机制可以中断当前正在传输 低优先级资料,礼让重要资料先行,OT等重要 资讯就不会因此被抢占传输资源。
所谓高可靠性 冗余资料传输（IEEE 零 . CB），资料在传输 时候,设备会生成 份复制 备份档案,两份档案会走在不同 传输路径上,如果两者都顺利抵达,备份档就会被自动删除。如果有 条路径因故被中断,另外 条路径 备份档仍会抵达终点,确保资料被送到目 地。
据悉,包括 菱在内 全世界 家CC-LinkIETSN意向合作 厂商,现已陆续推出从PL 运动控制器到交换机、I/ 伺服、机器人等全线产品。除了CC-LinkIETSN外,Modbus、Profinet、EtherNet/IP等协议也都纷纷上新,加入TSN 大家庭中。此外,在全世界范围内,设置了多个TSN试验床,测试床旨在加速推动着技术落地,帮助TSN在不同行业,尤其是在交通、 G垂直市场应用、汽车、半导体等领域施展拳脚。在本次线上会议上, 位老师不约而同都表现出了对TSN生态圈 乐观态度,认为未来有望在 年内建立亚洲TSN生态圈。
未来除了交换机产品外,林玉伟也表示研华还会有更多口数交换机、网关、配置软件等TSN关键产品 推出计划。会议当天观众互动热烈,有观众在线提出问题，“如果工厂PLC等设备不支持TSN,要如何是解决兼容问题。”
未来,工业自动化和控制系统将致力于满足高可用性和实时通讯 需求。值得欣慰 是,质量组织和独立 网络协议供应商均已达成共识,洞见了这 发展趋势 潜力,共同携手推进TSN这 下 代工业网络质量。借助这股东风,脱离现有专属架构 限制,落地工业物联网和实现IT、OT融合 宏图大业又向前大跨了 步。让我们共同期待TSN产业生态圈 成型与壮大,未来让新兴通讯技术 基石,垫在每 个IIOT世界探索者 脚下。
林玉伟对此解释道，“TSN是 个统 质量,老旧工厂内设备间想要支持TSN,当然还需要借助交换机、网关、对应 软件等产品。但以PLC为例,作为工厂里新主要 控制器,其技术匹配度已经走在设备 新前端。在TSN 各种以太网协议发布时,很多PLC厂商都嗅到商机,并积极、大力地推广,工厂 PLC产品 旦先行,周边 设备也 定要跟齐,因此产品设备 部分,客户其实并不用担心,厂商会帮我们解决。”
现如今,用户想要向TSN质量逐步靠拢,不仅需要具备TSN 网关进行不同协议之间 转换,还需要TSN交换机来传输和汇聚资料统计。陈重光表示，“TSN因本身所具备 及时性、低延迟、高速大容量通讯,具备时间戳记、混合IP通讯等多种通讯协议功能,本领和优势更加显著。”这也让相关厂商看到了其中无限 商机。
该新品区别于市面上大部分利用FPGA（现场可编程门阵列）设计 TSN交换机,EKI- 零零G采用TSN专用芯片设计,具备 个千兆RJ 端口+ 个千兆SFP端口,以及双 ? VDC电源输入和 x继电器输出。林玉伟向大家详细介绍了EKI- 零零G所具备 大核心特色，时间同步、优先流量调度、时间感知整形器、高可靠 冗余资料传输。
过去, 个新技术 发展演进,要先经过 连串小规模或特定应用 试点,然后再慢慢向全行业扩散。而TSN技术不 样,它像是个含着金钥匙降临 新生儿,因为行业 认可度极高,我们今天所看到 TSN发展现状,是多个领域协会和联盟共同推进 结果。其实,TSN技术 未来已经到来。对于TSN 发展前景,嘉宾分析认为业内人士已都信心满满,张亦诚表示，“在国内已经有大批厂家投入了TSN产品 研发,TSN有望很快席卷全世界。”
针对用户对TSN使用 顾虑,研华工业物联网事业群产品总监林玉伟解释道，“融合不是为了取代,所有工厂原有 以太网协议还是会存在,TSN只是作为 个统 质量,充当这些有分歧 协议 媒介,其目 都是达到融合 效果。”
陈重光表示,目前,TSN 各项征订规格 板块仍在组建当中,作为工业网络常会使用 技术规格,其中IEEE 零 . AS-Rev和 PTP用于定义网络上连接机器 同步时间；IEEE 零 . Qbv将通讯帧分类,确保优先通讯频宽；IEEE 零 . Qbu则负责定义优先级 通讯帧,在进入优先度高 频宽时会分割通讯帧,并让优先度高 优先通行。陈重光解释道，“在现有网络下,整体 通讯效率会受到低速通讯帧速度 影响,在使用TSN技术时,就像将公路上 快慢车道实行分离,让特定 通讯协议优先通行。”
除了可以实现以上 大功能外,为应对工业应用场景,狗粮快讯网宣传报道,狗粮快讯网继昨日获悉,新产品体积更小,可在- 零~ ℃ 温度区间内稳定运转,林玉伟也补充道，“该产品让资讯传输 环境在拥有IT频宽 同时,具备了OT 和稳定性。”研华EKI- 零G工业交换机,为IIOT工业物联网带来高时效、低延迟,及稳定可靠 运行能力。
随着工业物联网 发展,不同 场景与应用对资料统计传输 要求不 ,网络部署面临着新 需求和挑战,为了有效解决以太网通讯 不确定问题,实现真正 实时通讯,各大厂商开始大力引入和推广时间敏感网络（TSN）。
上海现场，研华IIoT事业群资深开发经理张亦诚(右 )、CLPA国内支部高级工程师杨凯(右 )
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台北现场，研华IIOT事业群产品总监林玉伟(左 )、CLPA国内台湾地区事务局长陈重光(左 )；
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