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Sincronizzazione TSN

Time-Sensitive Networking

Time-Sensitive Networking (TSN) è un insieme di standard in fase di sviluppo da parte del gruppo di lavoro IEEE 802.1. Il gruppo di attività TSN è stato costituito nel novembre 2012, rinominando il gruppo di attività Video Bridging esistente e proseguendo il suo lavoro. Il nome è cambiato in seguito all'estensione dell'area di lavoro del gruppo di standardizzazione. Gli standard definiscono meccanismi per la trasmissione di dati time-sensitive su reti Ethernet. La maggior parte dei progetti definisce estensioni per IEEE 802.1Q - LAN virtuali. Queste estensioni in particolare riguardano la trasmissione di una latenza di trasmissione molto bassa e un'elevata disponibilità. Le possibili applicazioni includono reti convergenti con streaming audio / video in tempo reale e flussi di controllo in tempo reale utilizzati nelle strutture di controllo automobilistico o industriale.

 

 

Componenti chiave

I diversi documenti degli standard TSN specificati da IEEE 802.1 possono essere raggruppati in tre categorie di componenti chiave di base necessari per una soluzione di comunicazione completa in tempo reale. Ogni specifica standard può essere utilizzata da sola ed è per lo più autosufficiente. Tuttavia, solo se utilizzati insieme in modo concertato, TSN come sistema di comunicazione può raggiungere il suo pieno potenziale. Tra i componenti principali c'è la sincronizzazione in quanto tutti i dispositivi che partecipano alla comunicazione in tempo reale devono avere una comprensione comune del tempo.

 

Sincronizzazione temporale

Il nome "Time-sensitive networking" è già abbastanza descrittivo in questo senso: in contrasto con Ethernet standard secondo IEEE 802.3 e Ethernet bridging secondo IEEE 802.1Q, la sincronizzazione gioca un ruolo importante nelle reti TSN. Per comunicazioni in tempo reale con limiti temporali non negoziabili, per le latenze di trasmissione end-to-end, tutti i dispositivi di questa rete devono avere un riferimento temporale comune e, pertanto, devono sincronizzarsi tra loro. Questo non vale solo per i dispositivi terminali di un flusso di comunicazione, come un controller industriale e un robot di produzione, ma anche per i componenti di rete, come gli switch Ethernet. Solo tramite orologi sincronizzati, è possibile che tutti i dispositivi di rete funzionino all'unisono ed eseguano l'operazione richiesta esattamente nel momento richiesto. La sincronizzazione dell'ora nelle reti TSN può essere ottenuta con diverse tecnologie. In teoria, è possibile equipaggiare tutti i dispositivi terminali e gli switch di rete con un clock GPS. Tuttavia, questo metodo è costoso e non vi è alcuna garanzia che il clock GPS abbia accesso al segnale satellitare in ogni momento - ad esempio se la rete è installata in un'automobile in movimento, in una fabbrica o in una galleria sotto terra.

 

 

 

A causa di questi vincoli, il tempo nelle reti TSN viene solitamente distribuito da un'origine temporale centrale direttamente attraverso la rete stessa. Nella maggior parte dei casi, ciò avviene utilizzando il protocollo IEEE 1588 Precision Time Protocol, che utilizza frame Ethernet per distribuire le informazioni sulla sincronizzazione dell'ora. Oltre alla specifica IEEE 1588 universalmente applicabile, il gruppo Task Time-Sensitive del comitato IEEE 802.1 ha specificato un profilo di IEEE 1588, chiamato IEEE 802.1AS. L'idea alla base di questo profilo è quella di restringere l'enorme elenco di diverse opzioni IEEE 1588 fino a poche opzioni critiche gestibili applicabili alle reti o alle reti domestiche negli ambienti automobilistici o di automazione industriale.

 


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