Чего пытается достичь чувствительная ко времени сеть

Сегодняшние сети сложны и не всегда совместимы. Выставка потребительской электроники (CES), ежегодно проводимая в Лас-Вегасе, часто является демонстрацией новых и перспективных технологий. Оригинальный компакт-диск, HD-телевизор и первая игровая консоль Xbox были представлены на различных версиях этого мероприятия. В последние годы на CES преобладают продукты и концепции, связанные с носимыми технологиями, подключенными автомобилями и, особенно, с развивающимся Интернетом вещей (IoT). В то время как Интернет вещей широко рассматривается как явление потребителя, которое включает в себя, помимо прочего, повсеместное беспроводное подключение, а также бытовую технику с поддержкой IP, его развитие во многом обусловлено меняющимися требованиями отрасли. Такие секторы, как производство, профессиональное аудио, видео и транспорт / автомобилестроение, по-прежнему настаивают на стандартах, которые помогут раскрыть потенциал промышленного Интернета вещей, который обещает сблизить полевые устройства, корпоративные ИТ-приложения и облачные инфраструктуры. . Совместными усилиями этих отраслей уже были разработаны такие решения и спецификации, как ячеистая сеть Bluetooth®, IEEE 802.11ah HaLow Wi-Fi и мост аудио-видео 802.1. Первые два, скорее всего, найдут свое применение во многих потребительских устройствах, представленных на выставке CES, но третье, на смену которой теперь приходит чувствительная ко времени сеть (TSN) посредством различных обновлений 802.1 и 802.3, может оказать еще большее влияние. благодаря своей роли в системах автоматизации и управления. Что заменит чувствительные ко времени сети в промышленном Интернете вещей? Один из аспектов TSN, который заслуживает немного большего внимания, - это то, что именно - с точки зрения дизайна сети, протоколов, моделей и т. Д. - он предназначен для замены.       & lt; img src = 'https: //www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/what-time-sensitive-networking-is-trying-to-accomplish/figure1. png? w = 435 'alt =' Рисунок 1 '& gt; Рисунок 1. TSN будет поддерживать широкую полосу пропускания, условия ИТ-безопасности и требования к низкой задержке приложений IIoT. Прежде всего, это обеспечит производительность трафика в реальном времени даже в сетях Ethernet, обрабатывающих множество различных типов данных. Множественные уровни и эталонная архитектура Purdue Enterprise В отчете National Instruments, опубликованном в начале 2016 года, недавно опубликованном на сайте engineering.com, было выявлено статус-кво IIoT, которое сторонники TSN пытаются изменить.1 В частности, современные промышленные сетевые архитектуры включают несколько уровней, каждый из которых который оптимизирован для определенного набора задач и ограничен собственными конкретными уровнями задержки, пропускной способности и качества обслуживания. Такая настройка гарантирует, что смешанный трафик в сети обрабатывается должным образом, но она не идеальна для взаимодействия между системами - ключевого требования IIoT. Сегодняшние промышленные сети полны сложности и невосприимчивости. Тодд Уолтер из National Instruments, который также является председателем промышленного сегмента в AVnu Alliance, далее объяснил, что многие предприятия продолжают следовать эталонной архитектуре Purdue Enterprise, модели эпохи 1990-х годов для многоуровневых сетей2. PERA предназначена для охвата всего в рамках предприятия. управляющий баннер, от физических процессов до логистических систем. Примером из учебника может служить архитектура, в которой уровень 0 представляет собой ввод / вывод от датчиков, с инструментальными системами безопасности на уровне 1 и IP-коммуникациями PLC / RTU на уровне 1.5.3. Выше будет планирование ресурсов предприятия (уровень 4) и файловые серверы. (Уровень 5). В реальном мире архитектуры, ориентированные на PERA, полагаются на различные протоколы сбора данных, включая устаревшие полевые шины, наряду с решениями Ethernet для работы с этими отдельными уровнями. Fieldbus и Ethernet в PERA Например, сложные и очень требовательные приложения для управления движением часто по-прежнему разделены на отдельные участки автоматизации, то есть на несколько сетей, включая решения fieldbus и Ethernet. Наборы машин, поддерживающих такие приложения, должны будут иметь точность остановки, сохранение положения и способность выдерживать суровые условия окружающей среды, но при этом могут использовать ряд технологий для удовлетворения этих требований. Для распределения движения могут использоваться собственные сети, работающие вместе с PROFIBUS® и ControlNet® для связи с частотными преобразователями и Ethernet для доставки информации пользователям. Такая установка означает, что в любое время можно использовать множество различных вспомогательных инструментов и процедур обучения. Возвращаясь к точке зрения Уолтера о PERA, такое сочетание технологий, то есть fieldbus, Ethernet и соответствующих аппаратных и программных экосистем, которые их поддерживают, возможно, но не в соответствии с функциональной совместимостью и экономичностью, которые предприятия ожидают от Интернет вещей. Использование возможностей IIoT может потребовать, по крайней мере, стандартных сетевых инфраструктур, дополнительной полосы пропускания и возможности удаленного и безопасного доступа к периферийным устройствам. TSN имеет все возможности для реализации всех этих возможностей. «Изначально AVB был разработан для синхронизации критически важных профессиональных AV-потоков». Это расширение AVB, которое изначально было разработано для синхронизации важных профессиональных AV-потоков. Когда автомобильная промышленность решила внедрить AVB в некоторые автомобили, масштабы проекта расширились, и, поскольку сам AVB отстал от собственного конкурента Dante, TSN стал разумным шагом вперед в широкомасштабных усилиях по созданию интероперабельных детерминированных сетей. Такие функции, как конвергентное качество обслуживания (QoS), резервирование полосы пропускания и использование протокола точного времени IEEE 1588, являются основными достоинствами TSN, но также имеют привлекательную совместимость со стандартной инфраструктурой Ethernet. «Используя стандартные компоненты Ethernet, TSN может беспрепятственно интегрироваться с существующими приложениями и стандартным ИТ-трафиком, чтобы упростить использование», - пояснил Уолтер в статье для Design World2. «Кроме того, TSN наследует многие функции существующего Ethernet, такие как HTTP-интерфейсы и веб-службы, которые позволяют выполнять функции удаленной диагностики, визуализации и восстановления, обычные в системах Интернета вещей ». Развитие чувствительных ко времени сетей вперед Как показывает уровень отраслевой активности на таких мероприятиях, как CES и Integrated Systems Europe 2016 (на которых представил AVnu Alliance), IoT и IIoT становятся центральными проблемами для организаций по всему миру4. начавшаяся более десяти лет назад, это последний шаг вперед, поскольку TSN приближается к подходящему моменту, когда IIoT действительно становится в центре внимания. TSN будет поддерживать широкую полосу пропускания, условия ИТ-безопасности и требования к низкой задержке приложений IIoT. Прежде всего, это поможет обеспечить производительность трафика в реальном времени даже в сетях Ethernet, обрабатывающих множество различных типов данных. Он сможет найти дом в различных сложных промышленных условиях, включая автономные автомобили, сети управления движением, ветряные электростанции, электростанции и системы управления. Однако это только начало, и он столкнется с ключевыми препятствиями при замене существующих сетевых архитектур, которые использовались годами или даже десятилетиями. Первые части доработанного стандарта TSN вместе со ссылками от поставщиков были начаты в 2016 году. Оттуда продукты и услуги, сертифицированные TSN, в конечном итоге должны начать поступать в системы автоматизации, чтобы переделать сетевую архитектуру для IIoT. Ссылки 1 Шон Вассерман. «Топ-3 тенденций Интернета вещей за кулисами выставки CES». Инженерное дело. com, январь 2016 г. 2 Тодд Уолтер. «Самое время: развивающийся сетевой стандарт для промышленного Интернета вещей, чувствительный ко времени». Design World, январь 2016 г. 3 Эрно Пентцин. «Пример: эталонная модель архитектуры предприятия Purdue». TeXample, февраль 2013 г. 4 Роб Скотт.

Оставить сообщение 

Список сообщений