工业物联网时代的以太网可靠性，数字化转型

工业以太网，制造可靠性，IT和OT见解

• 以太网可以帮助信息技术(IT)和运营技术(OT)网络更好地连接并消除停机时间。
• 工业以太网还应该使设备能够安排通信，避免通信冲突和潜在的障碍。

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不断改进制造工艺和提高竞争力的需求正在推动工业通信的进步。以太网已经在以新的速度发展，并已成为工业系统的默认配置。虽然移动较慢的自动化市场仍然以10或100Mb的速度运行，但信息技术(IT)世界正受益于1到10Gb的速度。一些工业网络已经提供了1Gb的支持．虽然增加带宽有助于处理更多流量，但在要求100%可靠性的市场中，它几乎无助于提高可靠性。

今天，用户可以在应用程序中设计以太网可靠性，首先要知道哪些产品将使用网络，然后协调它们对网络的使用。默认情况下，这需要封闭的网络，这限制了对数据的访问。这限制了持续改进和数字化转型的机会。

制造业一直在寻求提高性能、节约成本和消除停机时间。从商业网络(IT)接入工业网络(运营技术(OT)网络)可以实现和优化数字化转型战略，但如何实现仍然是一个挑战。

改进以太网技术，实现更好的IT/OT通信

改进的以太网技术可以更好地协调OT和IT通信。以太网依赖于一个识别通信冲突并在等待时间后进行覆盖的过程。虽然这对于一般用途的IT网络来说是一个很好的过程，但对于OT网络来说并不是最优的。

流量消息的大小也是一个挑战，必须小心确保设备在任何时候都不会消耗过多的带宽。虽然提高网络上的所有终端设备的一致性是很好的，但另一种解决方案是改进以太网标准，通过帧抢占和优先级来“塑造”流量。

以太网还应该提供时间同步，使设备能够安排通信，避免通信冲突。设备可以协调它们的通信，知道它们已被协商为专用用途。精确时间戳是在纳秒级的精度上实现的。

IT/OT网络实现组合的五个好处

这些以太网增强是由IEEE 802.1[以太网]工作组在2012年开始的。2018年，第一个结果以新规范的形式交付。具有时间敏感网络(TSN)的以太网在工业自动化应用中非常重要。TSN带来了五个好处——一些是立竿见影的，一些是随着时间的推移而实现的:

这四个短期好处是:

• 所有OT设备都可从IT网络中获得-实现分析、资产管理和设备管理方面的改进。

• 改进的性能——调度、优先级和更大的带宽的结合产生了可靠、更大、更复杂的应用程序。

• 更简单的架构——节省成本并提高可靠性。

• 轻松排除故障——用户现在可以利用简单网络管理协议(SNMP)等IT工具与设备交互并管理设备。

• TSN的长期利益是通过新产品交付和市场竞争提高成本效益-最初的解决方案专注于高性能应用。随着时间的推移，设备供应商和基础设施供应商已经推出了兼容的产品。

TSN:改进的工业网络集成

TSN以太网将在“TSN岛”中实现，专用于一台机器或一条生产线，提供高性能、确定性和可靠的通信，同时将这些通信连接到IT网络，以实现更广泛的信息访问。

随着对更高性能、更严格控制和融合网络的不断推动，需要同样重视维护可靠性。采用带有TSN的以太网将是通过增加带宽、通信调度和流量管理来管理可靠性需求的最简单的解决方案。

托马斯·伯克全球战略顾问在哪里CC-Link合作伙伴协会他是CFE媒体和技术内容合作伙伴。由网页内容经理克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

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关键词:以太网，IT/OT网络

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