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TSN的真正优势在于增强本地网络

2021-07-23 来源:邢台机械信息网

TSN的真正优势在于增强本地网络

什么是TSN?

Karl Weber博士:“时间敏感网络(Time Sensitive Network)是一组可以增强网络能力以加速完成特定服务的标准。TSN处理数据高速通道(stream) – 一个Talker可以在一定时间间隔内向一个或多个Listener发送特定数量的数据。这提供了一组网络中的特权通道。理想情况下,该通道传输信息时不会因其他通信冲突而产生延迟。

IEEE 802.1中规定了一套TSN标准,并将在未来几年得以完善。由于TSN提供了很多选项,行规可以确保在特定网段间的互操作性。行规定义由几个组织共同完成。IEC与IEEE 802.1协作开始制定用于工业应用核心功能行规,ETG则负责EtherCAT适配的部分。”

EtherCAT增加对TSN的适配有哪些优势?谁将从中受益?

“EtherCAT运行在现场层和机器之间的协调控制层。在某些应用中,可能需要异构结构,例如音频/视频和广泛的IT通信与EtherCAT的使用相结合。该用例在EtherCAT初始阶段已经定义,但在传统基础架构中与EtherCAT的操作难以达到一般级别的实时功能。而TSN专注于此类应用,通过增加一个非常精简的适配层而无需EtherCAT特定元器件即可实现这两种技术的结合。

另一个直接的用例是将单个TSN接口的多个通道连接多个EtherCAT网段。这提高了配置EtherCAT主站上有限的以太网接口的可扩展性。TSN支持多台机器的同步运行– 因此显著提高了交互的质量。

它为复杂的机械设计提供了很多选项,仅需少量TSN即可满足这类应用需求。”

TSN能否取代传统的现场总线系统?

“TSN嵌入在IEEE 802技术中,有助于协调通信,它会消除一些不必要的冲突,但不会改变基本规则。

TSN的两个主要性能缺陷是无法改变的,即针对小数据量的以太网帧处理效率以及复杂且耗时的转发进程。因此,EtherCAT在典型的IO网段的性能比TSN高出近十倍。TSN只是一个基本的通信标准,且不提供应用层。

因此,TSN能很好地应用于广义通信中,但它不是专用的现场总线技术。与TSN相结合的高效现场总线才是两种通信世界的最佳选择。”

您如何评估TSN未来的发展?

“截至目前,TSN规范尚未完成。TSN的真正优势在于增强了包括很多机器在内的本地网络的性能。它未来的发展必然会降低当前机器到机器网络器件的复杂性。这将需要一个通用的协议基础架构和网络控制系统,并且两者都需要可以在机器层进行有效处理的器件。

TSN只是加强机器到机器网络的第一步,而TSN配置和控制器件将在未来的迭代步骤中涉及。我们的目标是能尽快提供在机器层的稳定版本。

在未来的自动化系统中,如何组织通信将比通信特性本身更重要。这就是为什么EtherCAT保留了现有元器件并提供了单独对TSN功能的适配。因此,我们可以支持更强大的功能,并保护您对EtherCAT的资产投入。”

Karl Weber博士是ETG总部的EtherCAT专家,也是IEEE多个工作组的成员

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