什么是TSN?
Karl Weber博士:“時間敏感網絡(Time Sensitive Network)是一組可以增強網絡能力以加速完成特定服務的標準。TSN處理數據高速通道(stream) – 一個Talker可以在一定時間間隔內向一個或多個Listener發送特定數量的數據。這提供了一組網絡中的特權通道。理想情況下,該通道傳輸信息時不會因其他通信沖突而產生延遲。
IEEE 802.1中規定了一套TSN標準,并將在未來幾年得以完善。由于TSN提供了很多選項,行規可以確保在特定網段間的互操作性。行規定義由幾個組織共同完成。IEC與IEEE 802.1協作開始制定用于工業應用核心功能行規,ETG則負責EtherCAT適配的部分。”
EtherCAT增加對TSN的適配有哪些優勢?誰將從中受益?
“EtherCAT運行在現場層和機器之間的協調控制層。在某些應用中,可能需要異構結構,例如音頻/視頻和廣泛的IT通信與EtherCAT的使用相結合。該用例在EtherCAT初始階段已經定義,但在傳統基礎架構中與EtherCAT的操作難以達到一般級別的實時功能。而TSN專注于此類應用,通過增加一個非常精簡的適配層而無需EtherCAT特定元器件即可實現這兩種技術的結合。
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網段。這提高了配置EtherCAT主站上有限的以太網接口的可擴展性。TSN支持多臺機器的同步運行– 因此顯著提高了交互的質量。
它為復雜的機械設計提供了很多選項,僅需少量TSN即可滿足這類應用需求。”
TSN能否取代傳統的現場總線系統?
“TSN嵌入在IEEE 802技術中,有助于協調通信,它會消除一些不必要的沖突,但不會改變基本規則。
TSN的兩個主要性能缺陷是無法改變的,即針對小數據量的以太網幀處理效率以及復雜且耗時的轉發進程。因此,EtherCAT在典型的IO網段的性能比TSN高出近十倍。TSN只是一個基本的通信標準,且不提供應用層。
因此,TSN能很好地應用于廣義通信中,但它不是專用的現場總線技術。與TSN相結合的高效現場總線才是兩種通信世界的最佳選擇。”
您如何評估TSN未來的發展?
“截至目前,TSN規范尚未完成。TSN的真正優勢在于增強了包括很多機器在內的本地網絡的性能。它未來的發展必然會降低當前機器到機器網絡器件的復雜性。這將需要一個通用的協議基礎架構和網絡控制系統,并且兩者都需要可以在機器層進行有效處理的器件。
TSN只是加強機器到機器網絡的第一步,而TSN配置和控制器件將在未來的迭代步驟中涉及。我們的目標是能盡快提供在機器層的穩定版本。
在未來的自動化系統中,如何組織通信將比通信特性本身更重要。這就是為什么EtherCAT保留了現有元器件并提供了單獨對TSN功能的適配。因此,我們可以支持更強大的功能,并保護您對EtherCAT的資產投入。”
Karl Weber博士是ETG總部的EtherCAT專家,也是IEEE多個工作組的成員。