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什么是TSN？

Karl Weber博士：“時間敏感網(wǎng)絡(luò)（Time Sensitive Network）是一組可以增強網(wǎng)絡(luò)能力以加速完成特定服務(wù)的標準。TSN處理數(shù)據(jù)高速通道（stream） – 一個Talker可以在一定時間間隔內(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標準，并將在未來幾年得以完善。由于TSN提供了很多選項，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運行在現(xiàn)場層和機器之間的協(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的操作難以達到一般級別的實時功能。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(zhì)量。

它為復(fù)雜的機械設(shè)計提供了很多選項，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)雜且耗時的轉(zhuǎn)發(fā)進程。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準，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。”

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)勢在于增強了包括很多機器在內(nèi)的本地網(wǎng)絡(luò)的性能。它未來的發(fā)展必然會降低當前機器到機器網(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器層進行有效處理的器件。

TSN只是加強機器到機器網(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。我們的目標是能盡快提供在機器層的穩(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(chǎn)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。