賦能工業(yè)網(wǎng)絡(luò)：解讀TSN交換機(jī)技術(shù)

TSN（Time-Sensitive Networking）時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)是國際IEEE802.1工作組開發(fā)的一套協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，是一種在傳統(tǒng)的非確定性以太網(wǎng)技術(shù)中實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)傳輸確定的最小時(shí)延的協(xié)議族，為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)增加了確定性和可靠性，是一種進(jìn)一步提高工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的可用性和可控性的技術(shù)手段。

在目前國內(nèi)工業(yè)通信的傳統(tǒng)應(yīng)用中，工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備，例如工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，在前十年里，和普通商用交換機(jī)相比，主要的差異性是在交換機(jī)的溫度適應(yīng)性、結(jié)構(gòu)和安裝以及整機(jī)的EMC抗擾度等硬件特性上加以區(qū)分，在未來工業(yè)通信的發(fā)展上，工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)將融合TSN技術(shù)，精準(zhǔn)、精確的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵性控制和集采業(yè)務(wù)報(bào)文進(jìn)行同步和控制，保證工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)最小的時(shí)延和抖動(dòng)，最終提高整體工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性，TSN技術(shù)作為下一代工業(yè)交換機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，是未來嚴(yán)格區(qū)分普通交換機(jī)的重要功能之一，其本身也是屬于傳統(tǒng)以太網(wǎng)的擴(kuò)展功能的子集。

TSN確定性網(wǎng)絡(luò)解決的問題

1、CSMA/CD（載波偵聽多路訪問和沖突檢測(cè)）技術(shù)

以太網(wǎng)通信在我國已經(jīng)發(fā)展幾十年，屬于非常成熟的通信技術(shù)，是基于CSMA/CD技術(shù)承載于雙絞線（UTP線纜）進(jìn)行組網(wǎng)和通信的，但是采用串行方式進(jìn)行傳輸帶來的問題是多設(shè)備共享，這既是以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也是工業(yè)以太網(wǎng)的劣勢(shì)，因?yàn)樗械陌l(fā)射端沒有基于時(shí)間的流量控制，采用盡力而為的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，導(dǎo)致了不同設(shè)備的數(shù)據(jù)流在時(shí)間上產(chǎn)生疊加，雖然有QoS優(yōu)先級(jí)機(jī)制或者緩沖區(qū)機(jī)制來進(jìn)行保障，但是在網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷較重的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)延遲變高，甚至?xí)粊G棄。

2、工業(yè)以太網(wǎng)的互操作性瓶頸

隨著國際上大力發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0，工業(yè)通信業(yè)務(wù)的發(fā)展對(duì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提出了更高的要求和需求，我們國內(nèi)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)也呈現(xiàn)出融合、開放和靈活的OT+IT結(jié)構(gòu)發(fā)展。

在傳統(tǒng)的工業(yè)以太網(wǎng)，例如EtherCAT、Profinet、CC-Link、ModBus等技術(shù)中，雖然提供了確定性連接和延遲的保證，但是各個(gè)協(xié)議之間不能進(jìn)行互操作，導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不靈活。

TSN技術(shù)包含了IEEE802.1AS、IEEE802.1Qbv等多種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，是屬于傳統(tǒng)以太網(wǎng)的擴(kuò)展子集，具備很強(qiáng)的通用性和操作性，同時(shí)也滿足網(wǎng)絡(luò)連接的確定性和延遲的保證性。

光路科技TSN解決方案

光路科技FR-TSN系列時(shí)鐘敏感網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)是集成了TSN協(xié)議棧技術(shù)的卡軌式管理型工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，該系列TSN交換機(jī)具有確定性和微秒級(jí)交互特性，提供豐富的網(wǎng)絡(luò)接口，例如10GBase-X SFP+接口、100/1000Base-X SFP接口和10/100/1000Base-TX 電口，支持IEEE802.1AS、IEEE802.1Qbv等協(xié)議，并支持RSTP/MSTP、VLAN、組播、QoS等豐富的二層軟件特性。

FR-TSN系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)采用導(dǎo)軌式IP40鋁合金外殼設(shè)計(jì)，具備極端的環(huán)境溫度適應(yīng)性和優(yōu)良的EMC電磁兼容抗擾性設(shè)計(jì)，可在惡劣工業(yè)環(huán)境下穩(wěn)定可靠的工作，F(xiàn)R-TSN系列產(chǎn)品作為下一代工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)方向產(chǎn)品之一，是未來引發(fā)無人駕駛、邊緣計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域技術(shù)落地的工業(yè)交換機(jī)產(chǎn)品，也是對(duì)工控領(lǐng)域的離散型工業(yè)通信進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能制造升級(jí)的利器。光路科技致力在電力、交通、5G融合網(wǎng)、工業(yè)精密制造、汽車無人駕駛以及軍工船載等領(lǐng)域，持續(xù)為客戶提供針對(duì)傳輸時(shí)間具有高穩(wěn)定性、可操作性要求的各種網(wǎng)絡(luò)的可靠解決方案。