什么是TSN?
Karl Weber博士:“時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(Time Sensitive Network)是一組可以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)能力以加速完成特定服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)。TSN處理數(shù)據(jù)高速通道(stream) – 一個Talker可以在一定時(shí)間間隔內(nèi)向一個或多個Listener發(fā)送特定數(shù)量的數(shù)據(jù)。這提供了一組網(wǎng)絡(luò)中的特權(quán)通道。理想情況下,該通道傳輸信息時(shí)不會因其他通信沖突而產(chǎn)生延遲。
IEEE 802.1中規(guī)定了一套TSN標(biāo)準(zhǔn),并將在未來幾年得以完善。由于TSN提供了很多選項(xiàng),行規(guī)可以確保在特定網(wǎng)段間的互操作性。行規(guī)定義由幾個組織共同完成。IEC與IEEE 802.1協(xié)作開始制定用于工業(yè)應(yīng)用核心功能行規(guī),ETG則負(fù)責(zé)EtherCAT適配的部分。”
EtherCAT增加對TSN的適配有哪些優(yōu)勢?誰將從中受益?
“EtherCAT運(yùn)行在現(xiàn)場層和機(jī)器之間的協(xié)調(diào)控制層。在某些應(yīng)用中,可能需要異構(gòu)結(jié)構(gòu),例如音頻/視頻和廣泛的IT通信與EtherCAT的使用相結(jié)合。該用例在EtherCAT初始階段已經(jīng)定義,但在傳統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)中與EtherCAT的操作難以達(dá)到一般級別的實(shí)時(shí)功能。而TSN專注于此類應(yīng)用,通過增加一個非常精簡的適配層而無需EtherCAT特定元器件即可實(shí)現(xiàn)這兩種技術(shù)的結(jié)合。
另一個直接的用例是將單個TSN接口的多個通道連接多個EtherCAT網(wǎng)段。這提高了配置EtherCAT主站上有限的以太網(wǎng)接口的可擴(kuò)展性。TSN支持多臺機(jī)器的同步運(yùn)行– 因此顯著提高了交互的質(zhì)量。
它為復(fù)雜的機(jī)械設(shè)計(jì)提供了很多選項(xiàng),僅需少量TSN即可滿足這類應(yīng)用需求。”
TSN能否取代傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線系統(tǒng)?
“TSN嵌入在IEEE 802技術(shù)中,有助于協(xié)調(diào)通信,它會消除一些不必要的沖突,但不會改變基本規(guī)則。
TSN的兩個主要性能缺陷是無法改變的,即針對小數(shù)據(jù)量的以太網(wǎng)幀處理效率以及復(fù)雜且耗時(shí)的轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)程。因此,EtherCAT在典型的IO網(wǎng)段的性能比TSN高出近十倍。TSN只是一個基本的通信標(biāo)準(zhǔn),且不提供應(yīng)用層。
因此,TSN能很好地應(yīng)用于廣義通信中,但它不是專用的現(xiàn)場總線技術(shù)。與TSN相結(jié)合的高效現(xiàn)場總線才是兩種通信世界的最佳選擇?!?/p>
您如何評估TSN未來的發(fā)展?
“截至目前,TSN規(guī)范尚未完成。TSN的真正優(yōu)勢在于增強(qiáng)了包括很多機(jī)器在內(nèi)的本地網(wǎng)絡(luò)的性能。它未來的發(fā)展必然會降低當(dāng)前機(jī)器到機(jī)器網(wǎng)絡(luò)器件的復(fù)雜性。這將需要一個通用的協(xié)議基礎(chǔ)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),并且兩者都需要可以在機(jī)器層進(jìn)行有效處理的器件。
TSN只是加強(qiáng)機(jī)器到機(jī)器網(wǎng)絡(luò)的第一步,而TSN配置和控制器件將在未來的迭代步驟中涉及。我們的目標(biāo)是能盡快提供在機(jī)器層的穩(wěn)定版本。
在未來的自動化系統(tǒng)中,如何組織通信將比通信特性本身更重要。這就是為什么EtherCAT保留了現(xiàn)有元器件并提供了單獨(dú)對TSN功能的適配。因此,我們可以支持更強(qiáng)大的功能,并保護(hù)您對EtherCAT的資產(chǎn)投入?!?/p>
Karl Weber博士是ETG總部的EtherCAT專家,也是IEEE多個工作組的成員。