Wat is TSN (Time-Sensitive Networking)? De toekomst van industrieel ethernet

Het probleem dat TSN oplost

Traditionele industriële Ethernet-protocollen (PROFINET, EtherCAT) bereiken realtime determinisme door op speciale, geïsoleerde netwerken te draaien, gescheiden van het IT-Ethernet-netwerk. Dit betekent dat fabrieken twee parallelle netwerken beheren: één voor OT-besturingsverkeer en één voor IT-gegevensverkeer. Deze verdubbeling is duur, complex en vormt een belemmering voor IT/OT-convergentie bij IIoT- en Industrie 4.0-initiatieven.

Wat TSN toevoegt aan standaard Ethernet

• IEEE 802.1AS (gPTP): klok­synchronisatie met sub-microsecondenauwkeurigheid op alle netwerkknooppunten
• IEEE 802.1Qbv (TAS): de time-aware shaper plant verzendvensters voor realtime verkeer, zodat IT-verkeer besturingsframes niet kan vertragen
• IEEE 802.1Qbu (Frame Preemption): hiermee kan een besturingsframe met hoge prioriteit een IT-gegevensframe met lage prioriteit midden in de verzending onderbreken
• IEEE 802.1CB (FRER): framereplicatie en -eliminatie voor redundantie

Voordelen van TSN voor industriële automatisering

• Eén geconvergeerd netwerk voor zowel OT- als IT-verkeer: lagere infrastructuurkosten
• Deterministische besturingsprestaties (cyclustijden onder de milliseconde) via standaard Ethernet
• Eenvoudigere integratie van IIoT-gegevensverzameling met realtime besturing
• Ondersteunt OPC UA over TSN: de opkomende uniforme architectuur voor IIoT

Adoptietraject van TSN

TSN wordt door alle grote automatiseringsleveranciers omarmd: Siemens, Rockwell, Beckhoff en Bosch Rexroth hebben allemaal een TSN-routekaart. Industriële switching- en embedded-computerhardware met TSN-geschikte Intel i210/i225 Ethernet-controllers (beschikbaar op Avalue-platforms) vormen de basis voor de volgende generatie smart-factory-netwerken.