即将来到您的以太网:时间敏感网络

在ODVA 2015行业会议上,大量重点是针对时刻敏感的网络,其潜力为工业以太网带来了确定性。

Paul Didier,思科
Paul Didier,思科

您可能已经听到过去一年或两两个人的时间敏感网络(TSN),但可能不确定它是否有什么,如果产品存在能力,或者它对您的操作相关。基于我所听到的ODVA然而,2015年产业会议,您对TSN的认识将很快变化。

但首先,什么是TSN?要理解这个概念,它有助于了解的目的IEEE时间敏感网络任务组该公司将“提供允许通过802网络提供时间同步、低延迟流媒体服务的规范。”从本质上讲,TSN主要是为工业以太网提供确定性,满足用户对其传统现场总线网络的期望,随着工业网络上更多地合并AV(视听)流数据,这一点变得越来越困难。TSN专注于处理AV流量,是IEEE 1588标准PTP的补充。据思科称,PTP可以以纳秒精度同步网络中设备的实时时钟。

说明TSN在以太网/ IP在ODVA会议上,George Ditzel施耐德电气和保罗·迪迪埃思科突出了该技术的现状。

Didier表示,目前还无法购买任何具有TSN功能的产品,因为TSN“目前还没有完全部署;它仍在批准过程中。但你会在未来一两年看到产品。”

Didier和Ditzel指出,TSN将很快获得批准,并补充说Avnu.正在努力使TSN标准“可互操作和可认证”,从而使TSN“作为以太网增强对ODVA社区有价值”。

在他们的演讲中,Didier和Ditzel强调了TSN的三个具体方面:时间感知的流量整形、帧抢占和流保留协议。

时间感知流量整形(Time Aware Traffic Shaping)在与点对点协议(PTP)协同工作时引用了TSN的作用。时间感知的流量整形在以太网网络上为计划和保留的流量设置多达8个不同的优先级队列,用一个时间感知的门决定如何发送消息。这意味着周期性控制和I/O流量是在特定的流量槽中交付的,以提供确定性。

Didier补充说,现在正在进行通信进入网络,以便设备将有“知道控制流量应该进入并期待它的知识的认识。这意味着,如果它(通信)稍后或更早于预期,则可能会对网络上的设备甚至安全问题有问题。“

帧抢占意味着,当流量进入设备时,如果一个未知的帧到达,可能会影响到计时,那么这个帧可以被划分,这样它的一部分可以按照需要进行,以保持预定的时隙有效,然后在稍后完成帧的其他部分。另一种选择是使用保护通道,该通道在稍后的时间发送未知帧,而不会对其进行分区。Ditzel解释说,每种选择都有各自的优缺点,但它们都是管理CIP(通用互联网协议)流量的有价值的方法。

流保留协议(Stream Reservation Protocol)是指为TSN流量的多个流建立类级别。例如,您可以有一个用于控制网络通信的a类流,它将阻止外部设备通信成为控制网络TSN的一部分。“这保证了控制时机,”迪迪埃说。在这种情况下,可以建立B类流,例如,处理用于质量检查的摄像机数据流。Didier和Ditzel解释说,在严重的网络拥塞情况下,一些数据包可能会被丢弃,就像以太网在这种情况下丢弃帧一样。但是流保留协议确保,如果你添加大型流应用程序——比如音频或视频——它不会优先于基于tsn的控制通信。

Ditzel说,这只是“反映了以太网现在的工作方式”,但他补充说,现在正在做的工作是缓冲数据,而不是丢弃数据。他补充说,如果你的网络资源足够处理这两个流,那么这两类通信都可以通过。

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