工业以太网对通信的价值

以太网的见解

• 以太网可以帮助许多行业的制造商获得优势，如果他们为自己的应用程序使用正确的通信协议。
• 工业通信和与之相关的信息是任何公司所能拥有的最有价值的商品之一。在当今快节奏的工厂和工业过程环境中，使用这些信息并快速安全地传输是至关重要的。

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工业自动化领域的产品供应商一直在寻找竞争优势，而通信一直是一个差异化因素。从早期的现场总线战争到目前各种基于以太网的协议，通信仍然处于最前沿的差距。用户可能认为以太网必须都是一样的，但请考虑以下内容。

以太网已经变得无处不在，而且有很好的理由。信息技术(IT)世界的规模和实力正在创造应应用于工业世界的具有成本效益和高性能的产品。终端用户的期望是产品应该开箱即用，每个人都关心安全性和最重要的端到端数据可靠性。随着网络安全成为普遍关注的问题，有许多硬件和软件解决方案可以开发和重用，以确保工业电网的安全和保障。

工业以太网协议分产品、应用

各种各样的工业以太网协议为不同的目的而设计．所使用的解决方案取决于所选择的供应商和应用程序产品。通常选择的产品要求使用哪种工业以太网协议。协议是幕后的技术，完成工作，很少需要熟悉内部工作原理。一些协议被设计为高性能，另一些专注于通信效率，还有一些是为客户端/服务器或发布/订阅架构设计的。

我们需要这些以太网通信协议来从许多不同的设备获取数据。OPC UA也是一种促进数据建模和信息传输的通信机制，所有工业以太网协议与OPC UA无缝工作是很重要的。

什么是TSN技术?

以太网在IEEE 802.3标准组下由IEEE管理，并在不断改进。2017年，该组织发布了IEEE局域网和城域网标准-时间敏感应用的定时和同步。时间敏感型网络(TSN)允许在众多工业以太网协议和商业网络上通信的设备和应用程序在同一条物理线路上共存。这为操作网络和IT网络的融合打开了大门。福利包括:

• 通过让所有设备共享一条线路来简化体系结构。
• 简化的网络降低了成本。
• 通过从IT网络提供设备可访问性，简化了管理。
• 通过流量分类/优先级来增强可靠性。
• 通过暴露来自控制元素的数据来加速数字化转换。

这些都是具有高度竞争力和面向未来的智能工厂的基本特征。

TSN技术最初用于视听和汽车应用，被认为有助于工业应用。工业市场需要一种方法来保证确定性、高性能和数据可靠性。同时，有必要在同一条物理线路上管理和共存多个商用以太网协议和工业以太网协议。

TSN是如何工作的?多重网络，决定论

TSN是一种基于标准的技术，位于OSI模型的第二层数据链路(Layer 2 - Data Link)，用于扩展当前以太网网络的功能。TSN由IEEE 802.1以太网子标准集描述，重点是在一个网络上交付多个数据流量流的确定性和收敛性。提供这种功能的两个重要TSN子标准是IEEE 802.1 AS和IEEE 802.1 Qbv。

第一种方法确保网络上的所有设备都是同步的，为决定论提供了基础。一旦在整个网络中有了共享的时间感，IEEE 802.1 Qbv定义了“时间感知整形器”，它们定义了特定的“时隙”，分配给不同类型的网络流量，根据所携带的信息进行优先级排序。因此，不同类型的数据流量都可以以可预测的方式在网络中传播，进一步支持确定性通信。该方法支持多种流量类型的收敛，并能够结合操作技术(OT)和IT世界。

从最终用户的角度看TSN

工业自动化市场是一个终端用户的生态系统，终端用户向机器制造商指定项目，而机器制造商则寻找能够提供满足这些规范的产品和解决方案的供应商。

对于终端用户(原始设备制造商(oem)和系统集成商)来说，一个关键的好处是提供了一个更简单的网络架构和相应的机器设计，使他们能够将应用程序和设备和平共存。oem和系统集成商面临的最大挑战是如何配置和管理集成解决方案，然后将这些知识传递给维护和使用机器的最终用户。简化的体系结构和易于管理的设备是一个关键的优势。

工业以太网组织都希望尽可能容易地使他们的协议工作、配置和维护。采用这些工业以太网协议取决于易用性、可靠性、性能以及能够实现运动和安全等复杂操作。

工业通信互操作性

供应商希望生产出有效的产品。用户希望购买产品，理解多供应商互操作性的概念，并使用来自不同供应商的产品，而不依赖于它们所运行的网络和技术。工业和商业运营的设备和应用程序有望在同一物理线路上无缝运行。这是一个基本的假设，商业应用不应该影响工业OT应用的控制。

然后是OPC UA。OPC UA不是协议，而是一种被称为现场级通信(FLC)的OPC UA工作，利用TSN技术来运行复杂的应用程序。IT和OT之间的数据和信息集成现在是TSN技术的副产品。OPC基金会正在与工业以太网组织合作，以利用TSN，并以同质方式与不同的应用程序和网络共存。

TSN支持的聚合增强了跨企业的数据传输，允许最终用户拥有更大的流程透明度。透明度是指能够从工业应用程序和设备中提取更多数据，分析这些数据，并将其转换为有意义的信息，以便更好地维护和优化操作。其结果是可以利用的信息，并提供必要的洞察力，以优化性能、生产力和效率，从而提高产品质量。

这意味着带宽很重要，但对于互操作性来说更是如此。用户可以放心，系统可以相互通信，工业控制可以不间断地继续进行。

托马斯·伯克，全球战略顾问，CC-Link合作伙伴组织他是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．

更多的答案

关键词:OPC UA，以太网，时间敏感组网

在线

参见//www.globalelove.com/networking-and-security/ethernet/

https://am.cc-link.org/en/index

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