Time Sensitive Networking (TSN), wat is het en waarom?

E-info februari 2020

Inhoud

Time Sensitive Networking (TSN), wat is het en waarom?
Nieuwe producten
Wist jij dat?
Product Change / End-of-Sale producten

Beste relatie,

Wat is TSN?
TSN is een verzameling van standaarden waardoor deterministisch gedrag mogelijk gemaakt wordt over een standaard Ethernet infrastructuur. Deze standaarden zijn vastgelegd door het Institute of Electrical and Electronics ofwel de bekende IEEE-normering. TSN zorgt voor een netwerkverkeer-beheer waardoor het mogelijk wordt om data end-to-end af te leveren, zonder onderhandeling en onacceptabele vertragingen. Waar TCP/IP sterke kanten kent, is het een vorm van dataverkeer die allesbehalve real-time en deterministisch is. TSN is precies het tegenovergestelde: data sturen naar alleen die node die de data nodig heeft en op tijd, maar dan bedoeld als iedere keer op dezelfde tijd.
Voor TSN zijn een viertal zaken van groot belang:

Tijdsynchronisatie
In een TSN-netwerk is de tijdsynchronisatie van het allergrootste belang. Zoals de naam aangeeft gaat het om het vastleggen van een referentietijd tussen alle aangesloten hardware binnen het TSN-netwerk. Deze synchronisatie vindt dus niet alleen plaats op netwerkniveau, maar ook alle controllers, I/O en bijvoorbeeld sensoren zijn met elkaar in sync.

Begrensde minimale en constante tijdvertraging
Door netwerkverkeerbeheer binnen TSN komen datapakketten altijd op dezelfde tijd aan. In dit protocol is deze tijd namelijk niet onderhandelbaar tussen de netwerk nodes. Voor real-time gedrag is dit bijzonder belangrijk. Nu is de kreet real-time ten alle tijden een punt van discussie, want vertraging zal altijd optreden hoe minimaal ze ook zijn. Binnen TSN betekent real-time gedrag de kleinst haalbare vertraging, maar niet één keer, maar iedere keer dezelfde vertraging. Hierdoor is het mogelijk om binnen het applicatie domein deze (constante) vertraging mee te nemen. Er hoeft geen rekening gehouden te worden met onverwachte time-outs en dus ook processen die niet meer synchroon verlopen.

Ultra betrouwbaar
Om een deterministisch netwerk aan te leggen en alle voordelen te benutten, dienen de gebruikte switches ultra betrouwbaar te zijn. De kleinste afwijking kan zorgen dat de vertraging toch (net) niet hetzelfde is als nodig is voor de oplossing waar deze in toegepast wordt. Denk hierbij aan sub-microseconden verschil. De nauwkeurigheid van de klok voor de synchronisatie speelt hierbij een belangrijke rol, maar zeker zo belangrijk is de voeding van deze klok.

Resource Management
Resource Management is het mogelijk maken dat switches en netwerk nodes in staat zijn om bandbreedte en rekenkracht te reserveren voor het uitvoeren van taken. Hierbij wordt actief tussen de aanwezige nodes onderhandeld, wie welke taken heeft en sturen nodes verzoeken aan bijvoorbeeld tussenliggende switches om vooraf actie te ondernemen voor communicatie afhandeling. Devices kunnen hierbij als Talker Station, Listener Station, Other End Station en bridge worden gedefinieerd inclusief bijbehorende taken. Zodoende wordt het gehele netwerk geïnstrueerd om het gewenste deterministisch gedrag te bereiken.

Waarom?
MODELEC gelooft dat TSN een werkelijk open standaard gaat zijn, waardoor er een merkonafhankelijk automatiseringsplatform ontstaat. Data uitwisseling gaat een bijzonder belangrijke factor zijn in de (nabije) toekomst. Deze data moet dan wel beschikbaar zijn. Wat is er eenvoudiger dan dat deze data een uniforme taal is in plaats van OPC, Profinet, CC-Link en EtherCAT te gebruiken in één automatiseringsoplossing. Denk eens aan de voordelen in het beheer en onderhoud; flexibiliteit, onafhankelijkheid en kortere systeem ontwikkelingstijd.

Uiteraard vraagt deze aanpak om samenwerking. Moxa heeft zich volledig toegewijd om deze techniek te omarmen. Ze zijn lid van het Industrial Internet Consortium. Moxa neemt deel aan zogenaamde testbeds om interoperabiliteit te testen en helpt de techniek te optimaliseren. Wij verwachten in de loop van het jaar de eerste oplossingen te kunnen leveren. Benieuwd? Laat het ons weten en we zullen je op de hoogte houden!

Enrico ten Klooster
Sales/accountmanager

Nieuwe producten

Moxa EDS-2005-EL(P) serie;
Entry-level unmanaged Ethernet switch met metaal/plastic behuizing – 5 poort
Moxa EDS-2008-EL(P) serie;
Entry-level unmanaged Ethernet switch met metaal/plastic behuizing – 8 poort

Wist jij dat?

Moxa’s IIoT Edge Gateways en ThingsPro® Software Suite vereenvoudigen moeiteloos de integratie van Edge-gegevens en cloudservices in een breed scala aan toepassingen. Kom meer te weten