時間敏感網(wǎng)絡 (TSN) 是標準以太網(wǎng)技術下一階段發(fā)展的關鍵核心，旨在滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 的未來需求。TSN 讓標準以太網(wǎng)得以提供確定性服務，融合過去因使用不同專有協(xié)議而相互隔離的自動化部門。

　　互操作是 TSN 取得成功的關鍵

　　TSN 技術為依靠標準以太網(wǎng)搭建確定性網(wǎng)絡提供了可擴展、可預測的方法。但由于 TSN 更多的是發(fā)揮工具箱的作用，而不是一項綜合解決方案，系統(tǒng)集成商最終還是要依賴獨立供應商和多種協(xié)議來滿足每個工業(yè)應用的特定要求。這種困境恰恰說明了為什么互操作性是確保 TSN 得以成功推廣的關鍵所在。總而言之，基于 TSN 的統(tǒng)一基礎設施從根本上要求在兩個關鍵方面實現(xiàn)互操作性：

　　1. 符合 TSN 標準、能幫助二層實現(xiàn)網(wǎng)絡構建和消息傳遞的通用架構

　　2. 多個協(xié)議間實現(xiàn)互通的通用語言

　　邁向 IIoT 和工業(yè) 4.0 的演變之路

　　通用架構：二層互操作性

　　TSN 這一確定性以太網(wǎng)標準本質上屬于計算機網(wǎng)絡開放式系統(tǒng)互聯(lián) (OSI) 模型中的二層技術。二層，即數(shù)據(jù)鏈路層，包含各種根據(jù)設定程序傳輸以太網(wǎng)幀的技術。換而言之，TSN 并非新技術，而是 IEEE 802.1以太網(wǎng)的擴展。以太網(wǎng)能確保數(shù)據(jù)實時傳輸，但無法保證數(shù)據(jù)到達指定位置的精確時間。

　　工業(yè) 4.0 對以太網(wǎng)交換技術提出了更高要求，如在低延遲網(wǎng)絡中實現(xiàn)確定性通訊，在高網(wǎng)絡負載期間穩(wěn)定運行，融合信息技術 (IT) 和操作技術 (OT) 傳輸數(shù)據(jù)。為了滿足上述要求，IEEE 工作小組制定了開放式TSN 標準。

　　借助支持 TSN 技術的以太網(wǎng)交換機，系統(tǒng)集成商不必更改現(xiàn)有的應用程序，就可滿足工業(yè) 4.0 的高帶寬實時傳輸要求。此外，集成商只需使用標準的 IEEE 以太網(wǎng)交換機，就可完成一切所需工作，甚至還能將“即插即生產(chǎn)”型設備添加到融合網(wǎng)絡中。

　　通用語義：二層以上的協(xié)議互操作性

　　即使未來“自動化金字塔”中的設備可由獨立供應商開發(fā)，各設備仍需具有與系統(tǒng)內(nèi)其他所有組件（不僅限于二層設備）通訊的能力，才可充分發(fā)揮 IIoT 的潛力。要想成功部署 TSN，不僅需要打破二層傳統(tǒng)自動化“孤島”之間的阻隔，還需實現(xiàn)跨層協(xié)議互操作，支持更靈活的拓撲結構，為工業(yè)應用釋放新機遇。

　　為此，世界各地的行業(yè)組織正在就 OPC 統(tǒng)一架構 (OPC UA) 和配套規(guī)范開展合作，力求在不同供應商和標準間統(tǒng)一語義。參與這一工作的組織有 CC-Link 協(xié)會、EtherCAT 技術協(xié)會、Ethernet POWERLINK 標準化組織、德國機械設備制造業(yè)聯(lián)合會、開放式設備網(wǎng)絡供貨商協(xié)會、PI 國際組織等。

　　助力工業(yè)自動化的完全互操作性

　　工業(yè)聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)一基石

　　由于 IIoT 需要高帶寬、低延遲、確定性網(wǎng)絡來實現(xiàn)工業(yè)控制系統(tǒng)的實時通訊，TSN 的問世使標準以太網(wǎng)技術從此可超越傳統(tǒng)“盡力而為”通訊模式的限制，提供確定性服務。制造商無需再將自身應用困于自動化和控制系統(tǒng)的“孤島”。全新的雙向通訊流將超越傳統(tǒng)普渡模型中的水平與垂直隔層，開啟工業(yè)應用一體化新時代。

　　隨著國際標準組織和以 Moxa 為代表的設備供應商繼續(xù)圍繞 TSN 深化合作，標準以太網(wǎng)技術必將成為工業(yè)聯(lián)網(wǎng)的未來基石。

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