数字化制造需要TSN

时间敏感的网络（TSN）是由IEEE 802.1标准定义的一个创新的技术中，位于用于通信的开放系统互连（OSI）参考模型的层2（数据链路）。它使以太网确定性通过设计，从而提高了数据传输的准确性和可靠性。

更确切地说，TSN和其创新的确定性能力的两大支柱是IEEE 802.1AS - “定时和同步对时间敏感的应用”和IEEE 802.1Qbv - “增强定期业务量的”子标准。这些提供提供确定的性能奠定了基础。

更详细地了解TSN标准

第一次不合格，IEEE 802.1AS，对IEEE 1588最初基于 - “标准的精密时钟同步协议网络测量和控制系统。”它通过确保所有网络设备根据公共时间系统中操作支持具有极高的精度的网络内的所有设备的同步。这个时间同步是通过一个网络主时钟，也被称为“棋手”处理。这将时间信息在以太网数据包的格式到每个节点并以“时间感知系统”的网络内。

其结果是，所有的设备根据相同的时钟操作，最小化时间漂移（抖动），这可能导致在数据传输延迟的可能性。这是为了在标准以太网网络中发生的，其中每个设备都有自己的内部时钟和时间误差的积累可导致不必要的抖动明显不同。

IEEE 802.1Qbv利用由IEEE 802.1AS创建建立有效业务调度的系统同步的环境。该子标准提供的网络交换机具有所谓的时间感知整形器（TASS），以传输时间关键数据，如运动和控制信息。迫切和常规数据的优先因此，能够与TASS，为周期性的时间窗（时隙）是基于时分多址（TDMA）模式创建的。在这些间隔期间，仅预定或预约时间或关键任务数据传输，不受任何干扰。

实际上，由于所有TASS和网络设备的同步，每个节点知道何时可以被发送和处理优先级的数据。因此，发送和接收时间将数据包的流量定义进行调度。

决定支持数据收敛

的TSN标准可以通过防止网络过载避免可能的数据丢失。此外，交通规划，并将所得决定帮助企业合并一个单一网络上的多个类型的流量。例如，它不仅是可能的I / O和运动控制以及安全通信，而不影响性能结合起来。其实，企业也可以从摄像机，条形码读取器和打印机等以太网业务，以及其他以太网协议集成到同一个网络。企业还可以显著通过简化网络架构和更好地利用其现有的网络带宽减少他们的资本支出（CAPEX）。简体和结构清晰的网络架构可以通过简化的错误和消除它们的识别可能减少停机时间。

另外，也可以使用更灵活的基础架构。由此，设备可以很容易地添加或从网络中删除，以及同时支持不同的配置理念重新配置。此外，TSN技术所提供的透明性和收敛可以帮助公司不同部门在不同级别的访问相关数据。这可能对一个企业的生产率非常积极的影响。

收敛是在数据驱动的制造的核心

增强的过程的透明度和效率可以进一步提高，因为企业可以利用TSN的能力，收敛自己的信息技术（IT）和运营技术（OT）的世界。数字化转型战略提供了可用于优化关键业务数据的深入分析。

TSN的数据透明度和融合使企业能够连接IT和OT提取工业生产过程更多的数据，并通过日益准确和智能的预测模型来进行分析，收集工厂车间操作有意义的知识。然后，这个深入的了解，可以利用来提高性能，生产力，效率以及最终产品的质量。

必须建立物联网产业成功的互联网（IIoT）应用程序，合并IT和OT是在北美地区，这也被IIoT的早期采用者，并逐渐成为创新中心尤为重要。实际上，该地区目前占主导地位的全球IIoT市场。为了保持竞争力，市场参与者因此应该开始支持TSN。

最终，TSN可以支持支持数字化制造应用的竞争力和面向未来的连接产业的创建。甚至，技术装备精良，以提供兼容新的，潜在有利的创新，比如5G。因此，企业应该看看他们的设备中实现TSN现在准备用于工业通信的未来，同时也解决当前的需要。

- 编辑的Web内容经理Chris Vavra，控制工程，CFE媒体和技术，cvavra@cfemedia.com。