今天的網(wǎng)絡(luò)很復(fù)雜，不易互操作。

每年在拉斯維加斯舉行的消費(fèi)電子展（CES）通常都是新技術(shù)和即將推出的技術(shù)的展示。最初的光盤(pán)，高清電視和第一個(gè)Xbox游戲機(jī)都在這個(gè)活動(dòng)的不同版本中亮相。近年來(lái)，CES一直受到與可穿戴技術(shù)，聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)，尤其是新興物聯(lián)網(wǎng)（IoT）相關(guān)的產(chǎn)品和概念的支配。

雖然物聯(lián)網(wǎng)被廣泛視為消費(fèi)者現(xiàn)象 - 包括無(wú)處不在的無(wú)線連接以及支持IP的家用電器，以及其他事物 - 其發(fā)展很多都是由行業(yè)不斷變化的需求驅(qū)動(dòng)的。制造業(yè)，專業(yè)音頻，視頻和運(yùn)輸/汽車(chē)等行業(yè)仍在推動(dòng)有助于釋放工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)潛力的標(biāo)準(zhǔn)，這有望將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，企業(yè)IT應(yīng)用和云基礎(chǔ)設(shè)施緊密結(jié)合在一起。

這些行業(yè)的共同努力已經(jīng)產(chǎn)生了解決方案和規(guī)范，例如藍(lán)牙?網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，IEEE 802.11ah HaLow Wi-Fi和802.1音頻視頻橋接。前兩個(gè)最有可能找到他們進(jìn)入CES上展示的許多面向消費(fèi)者的設(shè)備的方式，但第三個(gè)，現(xiàn)在由時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）通過(guò)對(duì)802.1和802.3的各種更新成功，可能會(huì)產(chǎn)生更大的影響通過(guò)其在自動(dòng)化和控制系統(tǒng)中的作用。

時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)將在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中取代什么？

值得更多關(guān)注的TSN的一個(gè)方面是 - 在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，協(xié)議，模型等方面 - 它旨在取代。

多層和普渡企業(yè)參考架構(gòu)

2016年初的報(bào)告來(lái)自最近由 engineering.com 強(qiáng)調(diào)的NI公布了TSN的支持者試圖改變的IIoT現(xiàn)狀。 1 更具體地說(shuō)，當(dāng)前的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具有多層，每層其中針對(duì)特定任務(wù)集進(jìn)行了優(yōu)化，并受其自身特定的約束延遲，帶寬和服務(wù)質(zhì)量水平。此設(shè)置可確保正確處理網(wǎng)絡(luò)中的混合流量，但它不是系統(tǒng)之間互操作性的理想選擇 - 這是IIoT的關(guān)鍵要求。

今天的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)充滿了復(fù)雜性和不互操作性。

美國(guó)國(guó)家儀器公司的Todd Walter也是AVnu聯(lián)盟的工業(yè)部門(mén)主席，他進(jìn)一步解釋說(shuō)許多工廠繼續(xù)遵循Purdue企業(yè)參考建筑，20世紀(jì)90年代的多層網(wǎng)絡(luò)模型。 2 PERA旨在涵蓋企業(yè)控制旗下的所有內(nèi)容，從物理過(guò)程到物流系統(tǒng)。

教科書(shū)的例子將是一個(gè)架構(gòu)，其中0級(jí)是來(lái)自傳感器的I / O，安全儀表系統(tǒng)位于1級(jí)，PLC / RTU IP通信位于1.5級(jí)。 3 更高的是企業(yè)資源規(guī)劃（4級(jí)）和文件服務(wù)器（級(jí)別5）。在現(xiàn)實(shí)世界中，面向PERA的架構(gòu)依賴于各種集合協(xié)議，包括傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線，以及以太網(wǎng)解決方案來(lái)處理這些單獨(dú)的層。

PERA中的現(xiàn)場(chǎng)總線和以太網(wǎng)

例如，復(fù)雜且要求極高的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用通常仍然分為自動(dòng)化孤島，即包括現(xiàn)場(chǎng)總線和以太網(wǎng)解決方案在內(nèi)的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。支持此類應(yīng)用的機(jī)器組需要具有停止精度，位置保持能力以及承受惡劣環(huán)境的能力，并且可能利用一系列技術(shù)來(lái)滿足這些要求。專有網(wǎng)絡(luò)可用于分配運(yùn)動(dòng)，與PROFIBUS ?和ControlNet ?一起工作，與變頻器和以太網(wǎng)通信，為用戶提供信息。這樣的設(shè)置意味著可以隨時(shí)使用許多不同的支持工具和培訓(xùn)程序。

回到Walter關(guān)于PERA的觀點(diǎn)，即這種技術(shù)組合 - 即現(xiàn)場(chǎng)總線，以太網(wǎng)和各自的硬件和支持它們的軟件生態(tài)系統(tǒng)是可行的，但與企業(yè)期望從IIoT期望的互操作性和經(jīng)濟(jì)性不一致。利用IIoT機(jī)會(huì)可能至少需要標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，額外的帶寬以及遠(yuǎn)程安全地訪問(wèn)邊緣設(shè)備的能力。 TSN完全有能力提供所有這些功能。

“AVB最初設(shè)計(jì)用于同步關(guān)鍵專業(yè)AV流。”

它是AVB的擴(kuò)展，最初設(shè)計(jì)用于同步關(guān)鍵專業(yè)AV流。當(dāng)汽車(chē)行業(yè)決定將AVB引入某些汽車(chē)時(shí)，該項(xiàng)目的范圍不斷擴(kuò)大，而且隨著AVB本身落后于專有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手Dante，TSN成為了創(chuàng)建可互操作的確定性網(wǎng)絡(luò)的廣泛努力的明智演變。諸如融合QoS，帶寬預(yù)留和IEEE 1588精確時(shí)間協(xié)議的使用等功能是TSN的亮點(diǎn)，但它也與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施兼容。

“通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)組件， TSN可以與現(xiàn)有的棕地應(yīng)用程序和標(biāo)準(zhǔn)IT流量無(wú)縫集成，以提高易用性，“Walter在設(shè)計(jì)世界。 2 的文章中解釋說(shuō)”此外，TSN繼承了許多現(xiàn)有以太網(wǎng)的功能，例如HTTP接口和Web服務(wù)，可實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中常見(jiàn)的遠(yuǎn)程診斷，可視化和修復(fù)功能。“

向前移動(dòng)時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)

2016年CES和Integrated Systems Europe（AVnu聯(lián)盟展示）等活動(dòng)的行業(yè)活動(dòng)水平表明，物聯(lián)網(wǎng)和IIoT正成為全球組織關(guān)注的焦點(diǎn)。 4 在原AVB上工作十多年前就開(kāi)始了當(dāng)TSN真正成為焦點(diǎn)時(shí)，TSN將迎來(lái)最新的飛躍。

TSN將支持IIoT應(yīng)用的寬帶，IT安全規(guī)定和低延遲要求。最重要的是，即使在處理許多不同類型數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上，它也有助于確保實(shí)時(shí)流量的性能。它將能夠在各種具有挑戰(zhàn)性的工業(yè)環(huán)境中找到家，包括自動(dòng)駕駛汽車(chē)，交通控制網(wǎng)絡(luò)，風(fēng)電場(chǎng)，發(fā)電廠和控制系統(tǒng)。然而，它剛剛起步，它將面臨取代已經(jīng)存在數(shù)年甚至數(shù)十年的當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的關(guān)鍵障礙。

最終TSN標(biāo)準(zhǔn)的第一部分以及供應(yīng)商的參考資料從那里開(kāi)始，TSN認(rèn)證的產(chǎn)品和服務(wù)最終應(yīng)該開(kāi)始進(jìn)入自動(dòng)化系統(tǒng)，為IIoT重建網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。