تلاش شبکه های حساس به زمان برای دستیابی به آن

شبکه های امروزی پیچیده هستند و به آسانی قابل همکاری نیستند. نمایشگاه لوازم الکترونیکی مصرفی (CES) که هر ساله در لاس وگاس برگزار می شود، اغلب ویترینی برای فناوری های جدید و آینده است. لوح فشرده اصلی، تلویزیون HD و اولین کنسول بازی ایکس باکس همگی در نسخه های مختلف این رویداد رونمایی شدند. در سالهای اخیر ، CES تحت سلطه محصولات و مفاهیم مرتبط با فناوری پوشیدنی ، خودروهای متصل و به ویژه اینترنت در حال ظهور اینترنت اشیا (IoT) بوده است. در حالی که اینترنت اشیا به طور گسترده ای به عنوان یک پدیده مصرف کننده در نظر گرفته می شود-پدیده ای که شامل اتصالات بی سیم همه جا و همچنین لوازم خانگی دارای IP می شود-بسیاری از توسعه آن توسط نیازهای در حال تحول صنعت انجام می شود. بخشهایی مانند تولید ، صدا ، تصویری ، حمل و نقل/خودرو همچنان در حال تلاش برای دستیابی به استانداردهایی هستند که به بازکردن پتانسیل اینترنت صنعتی اشیاء کمک می کند ، که نوید نزدیک کردن دستگاه های میدانی ، برنامه های کاربردی فناوری اطلاعات شرکت و زیرساخت های ابری را می دهد. . تلاش‌های هماهنگ این صنایع قبلاً راه‌حل‌ها و مشخصاتی مانند شبکه‌سازی مش بلوتوث، IEEE 802.11ah HaLow Wi-Fi و پل‌سازی تصویری صوتی 802.1 را ایجاد کرده است. دو دستگاه اول به احتمال زیاد راه خود را در بسیاری از دستگاه های رو به مصرف کننده که در CES نمایش داده می شوند پیدا می کنند ، اما مورد سوم ، که اکنون با شبکه های حساس به زمان (TSN) از طریق به روزرسانی های مختلف 802.1 و 802.3 جایگزین شده است ، می تواند تأثیر بیشتری نیز بگذارد. از طریق نقش آن در سیستم های اتوماسیون و کنترل. شبکه های حساس به زمان در اینترنت اشیاء صنعتی جایگزین چه چیزی می شوند؟ یکی از جنبه های TSN که باید کمی بیشتر مورد توجه قرار گیرد این است که دقیقاً چه چیزی - از نظر طراحی شبکه ، پروتکل ها ، مدل ها و غیره - برای جایگزینی طراحی شده است.       <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='شکل 1'> شکل 1. TSN از پهنای باند سخاوتمندانه، مفاد امنیت فناوری اطلاعات و الزامات تاخیر کم برنامه های IIoT پشتیبانی می کند. بیشتر از همه ، عملکرد ترافیک در زمان واقعی را حتی در شبکه های اترنت که انواع مختلفی از داده ها را مدیریت می کند ، تضمین می کند. لایه های چندگانه و معماری مرجع سازمانی پردو یک گزارش اولیه سال 2016 از National Instruments ، که اخیراً توسط engineering.com برجسته شده است ، وضعیت موجود IIoT را نشان می دهد که طرفداران TSN در تلاش برای تغییر آن هستند. که برای مجموعه خاصی از وظایف بهینه شده و با سطوح خاص تأخیر، پهنای باند و کیفیت خدمات خود محدود شده است. این تنظیم تضمین می کند که ترافیک ترکیبی در سراسر شبکه به درستی اداره می شود ، اما برای همکاری بین سیستم ها - یک نیاز کلیدی IIoT ، ایده آل نیست. شبکه های صنعتی امروزه مملو از پیچیدگی و عدم قابلیت همکاری هستند. تاد والتر از National Instruments ، که همچنین رئیس بخش صنعتی در اتحاد AVnu است ، در ادامه توضیح داد که بسیاری از کارخانه ها همچنان از معماری مرجع Purdue Enterprise Reference ، مدل دهه 1990 برای شبکه های چند لایه پیروی می کنند. بنر کنترل ، از فرایندهای فیزیکی گرفته تا سیستم های لجستیک. یک مثال کتاب درسی می تواند معماری باشد که در آن سطح 0 از طریق سنسورها ورودی/خروجی بوده است ، سیستم های مجهز به ایمنی در سطح 1 و ارتباطات IP PLC/RTU در سطح 1.5.3 برنامه ریزی منابع سازمانی (سطح 4) و سرورهای فایل بالاتر است. (سطح 5). در دنیای واقعی ، معماری های PERA گرا بر روی پروتکل های مجموعه های مختلف ، از جمله اتوبوس های میدانی قدیمی ، در کنار راه حل های اترنت برای پرداختن به این لایه های تک تک تکیه می کنند. فیلدباس و اترنت در PERA برای مثال، برنامه‌های کاربردی کنترل حرکت پیچیده و بسیار پرتقاضا اغلب هنوز به جزایر اتوماسیون، یعنی شبکه‌های متعدد از جمله فیلدباس و راه‌حل‌های اترنت تقسیم می‌شوند. مجموعه ای از ماشین آلات که از چنین برنامه هایی پشتیبانی می کنند باید دارای دقت توقف ، حفظ موقعیت و مقاومت در برابر شرایط سخت باشند ، اما ممکن است از طیف وسیعی از فناوری ها برای برآوردن این الزامات استفاده کنند. شبکه های اختصاصی ممکن است برای توزیع حرکت استفاده شود ، در کنار PROFIBUS® و ControlNet® برای برقراری ارتباط با درایوهای فرکانس و اترنت برای ارائه اطلاعات به کاربران کار می کند. چنین تنظیمی به این معنی است که ابزارهای مختلف پشتیبانی و روش های آموزشی در هر زمان در حال بازی هستند. بازگشت به نقطه نظر والتر در مورد PERA ، ترکیبی از فناوری ها - یعنی فیلدباس ، اترنت و اکوسیستم های سخت افزاری و نرم افزاری مربوطه که از آنها پشتیبانی می کند - امکان پذیر است ، اما خارج از قابلیت همکاری و اقتصادی است که شرکت ها از آن انتظار دارند. IIoT استفاده از فرصت IIoT ممکن است حداقل به زیرساخت های استاندارد شبکه ، پهنای باند اضافی و توانایی دسترسی از راه دور و ایمن به دستگاه های لبه نیاز داشته باشد. TSN موقعیت مناسبی برای ارائه همه این قابلیت ها دارد. "AVB در ابتدا برای همگام سازی جریانهای مهم AV حرفه ای طراحی شده بود." این گسترش AVB است که در ابتدا برای همگام سازی جریان های حرفه ای AV طراحی شده بود. هنگامی که صنعت خودروسازی تصمیم گرفت AVB را در برخی از خودروها معرفی کند ، محدوده پروژه گسترش یافت و با خود AVB که از رقیب اختصاصی دانته عقب افتاده بود ، TSN یک تحول معقول برای تلاشهای گسترده برای ایجاد شبکه قطعی تعامل پذیر شد. ویژگی هایی مانند QoS همگرا ، رزرو پهنای باند و استفاده از پروتکل زمان دقیق IEEE 1588 از نکات برجسته TSN است ، اما سازگاری جذاب آن با زیرساخت استاندارد اترنت نیز وجود دارد. والتر در مقاله ای برای Design World توضیح داد: "با استفاده از اجزای استاندارد اترنت ، TSN می تواند به طور یکپارچه با برنامه های موجود brownfield و ترافیک استاندارد فناوری اطلاعات ادغام شود تا سهولت استفاده را افزایش دهد." علاوه بر این ، TSN بسیاری از ویژگی های اترنت موجود ، مانند رابط‌های HTTP و سرویس‌های وب، که تشخیص از راه دور، تجسم و تعمیر ویژگی‌های رایج در سیستم‌های IoT را امکان‌پذیر می‌سازد. حرکت رو به جلو شبکه های حساس به جلو همانطور که سطح فعالیت صنعت در رویدادهایی مانند CES و Integrated Systems Europe 2 (که AVnu Alliance ارائه کرد) نشان می دهد ، IoT و IIoT به نگرانی های اصلی سازمان های سراسر جهان تبدیل شده است. بیش از یک دهه پیش آغاز شد، آخرین جهش خود به جلو، زیرا TSN در حال رسیدن به لحظه ای مناسب است که IIoT واقعاً در کانون توجه قرار گرفته است. TSN از پهنای باند سخاوتمندانه، مقررات امنیت فناوری اطلاعات و الزامات تاخیر کم برنامه های IIoT پشتیبانی می کند. بیشتر از همه ، به اطمینان از عملکرد ترافیک در زمان واقعی حتی در شبکه های اترنت که انواع مختلفی از داده ها را مدیریت می کند ، کمک می کند. این دستگاه قادر خواهد بود در انواع محیط های صنعتی چالش برانگیز ، از جمله خودروهای خودران ، شبکه های کنترل ترافیک ، مزارع بادی ، نیروگاه ها و سیستم های کنترل ، خانه ای پیدا کند. با این حال ، این به تازگی آغاز شده است و با موانع کلیدی در جایگزینی معماری های شبکه فعلی که سالها یا حتی دهه ها وجود داشته است مواجه خواهد شد. اولین بخش از استاندارد نهایی TSN ، همراه با ارجاع از فروشندگان ، در سال 2016 آغاز شد. از آنجا، محصولات و خدمات دارای گواهی TSN در نهایت باید وارد سیستم های اتوماسیون برای بازسازی معماری شبکه برای IIoT شوند. منابع 1 Shawn Wasserman. "3 ترند برتر اینترنت اشیا در پشت صحنه در CES." مهندسی. com ، ژانویه 2016. 2 تاد والتر. «درباره زمان است: استاندارد شبکه‌سازی حساس به زمان در حال تحول برای اینترنت اشیا صنعتی». دنیای طراحی ، ژانویه 2016. 3 ارنو پنتزین. "مثال: مدل معماری مرجع Purdue Enterprise". مثال ، فوریه 2013. 4 راب اسکات.

ترک یک پیام 

فهرست پیام