以太网TSN如何为制造商提供竞争优势

以太网的见解

• 以太网时间敏感网络(TSN)是一组提供确定性实时通信的IEEE标准。
• 以太网TSN的优点包括为用户提供更好的网络性能、灵活性、可扩展性和互操作性。

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以太网时间敏感网络(TSN)是一组IEEE标准，它在以太网网络上提供确定性的实时通信。它为工业控制和自动化系统提供可靠和低延迟的网络基础设施，实现网络中设备之间的实时通信。以太网TSN为制造商提供了几个好处，例如改进的网络性能、增加的网络灵活性和工业通信的扩展好处。

1.使用带TAS的以太网TSN改进了网络性能

以太网TSN提供确定性通信，这意味着网络流量的传输具有保证的延迟和抖动。这是通过对网络流量进行时间调度和为关键流量保留带宽来实现的。在传统的以太网络中，通信量是在尽力而为的基础上传递的，这可能导致不可预测的延迟和抖动。这种不可预测性可能会给实时通信应用带来问题，例如控制和自动化系统，在这些应用中，及时的数据传输至关重要。

以太网TSN提供了几种机制来实现确定性通信。一种是时间感知整形器(TAS)，它支持基于应用程序的时间关键性对流量进行优先级排序。TAS使用基于时间的调度算法来确保关键流量以所需的延迟和抖动交付。这种机制使以太网TSN能够提供低延迟通信，这对实时应用程序至关重要。

2.通过以太网TSN增加了网络灵活性

以太网TSN通过使用时间调度和预留机制提供了更高的灵活性。这使得不同类型的流量可以根据其需求进行优先级划分和带宽分配。这种灵活性使以太网TSN能够支持具有不同通信要求的广泛应用。

以太网TSN还提供了对多个流量类的支持，这使得可以对不同类型的流量进行不同的处理。例如，语音流量的优先级可以高于数据流量，从而保证语音通信不受网络拥塞的影响。对于不同类型的流量有不同需求的应用程序，这种灵活性是必不可少的。

以太网TSN还提供对服务质量(QoS)机制的支持，使流量能够分配不同级别的服务。QoS机制可以根据带宽、延迟和抖动等参数对流量进行优先级排序，从而确保以所需的性能水平交付流量。这种灵活性使以太网TSN能够支持具有不同性能要求的广泛应用。

3.扩展以太网在工业网络中的优势

具有TSN的以太网扩展了标准以太网的优点，由于几个额外的原因，标准以太网在工业网络中已经如此流行:

• 标准化:以太网是一种被广泛采用的网络标准，这意味着它为不同的设备和系统提供了一种通用的语言和框架来进行通信和互操作。这降低了将不同设备和系统集成到一个网络中的复杂性和成本。

• 可伸缩性:以太网是一种可扩展的技术，可以支持具有许多设备和系统的大型复杂网络。这使得它对于需要集成许多不同设备和系统(如工厂自动化，机器人和控制系统)的工业应用很有价值。

• 高性能:以太网提供了低延迟和高可靠性的高速通信，这对于许多需要实时数据交换和控制的工业应用来说是必不可少的。这使工业网络能够更有效、更精确地运行。

• 互操作性:以太网支持来自不同供应商的不同设备和系统之间的互操作性，从而降低了集成和维护工业网络的复杂性和成本。这使得工业网络能够发展并适应不断变化的需求和技术，而无需对基础设施进行重大更改。

标准化企业以太网TSN

随着其他供应商采用该技术，为了共存，所有供应商都以类似的方式实现TSN的使用将是很重要的。为此，主要的供应商创建了一个名为the工业自动化一致性协作(TIACC)。

Avnu、CC-Link合作伙伴协会、ODVA、OPC基金会和Profibus International (PI)合作为工业自动化TSN的IEC/IEEE 60802配置文件制定了一个通用的一致性测试计划。通过共同努力，这些组织寻求为最终用户提供信心，无论制造商或自动化协议的差异如何，符合IEC/IEEE 60802标准的设备都将在共享网络的TSN级别上共存。

以太网TSN在性能、可靠性和灵活性方面比传统以太网具有显著的优势。它对工业控制和自动化系统很有价值，随着实时通信变得越来越重要，它在其他行业的应用将会增加。

托马斯·伯克全球战略顾问的地址是CC-Link合作伙伴协会他是CFE媒体和技术内容合作伙伴。编辑克里斯·瓦夫拉，网络内容经理，控制工程、CFE媒体与技术、cvavra@cfemedia.com。

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