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    升级网络标准以满足工业物联网

    发布时间:2019-02-16 03:47     浏览量:

    一旦全部连接,就形成了一个系统系统,有助于跨企业或通过云共享设备数据。这些系统产生大量数据,例如伦敦地铁系统维多利亚线的状态监测解决方案,每天产生32TB的数据。然后通过大量的模拟数据分析和处理操作,推动智能业务决策,最终提高安全性、的运行时间和运营效率。

    虽然大多数这些未加工的原材料并不紧急,但它们可以在网络层和子系统之间传输。没有必要考虑延迟或同步问题,但高时效性的重要信息必须基于严格的延迟和稳定性。性规范,完整的数据传输和共享操作。它包含重要的控制和故障检测数据。无论其他网络的传输状态如何,都必须立即处理。、共享此信息并采取相关操作。

    当今的大多数网络基础设施尚无法处理如此高影响力的数据。许多工业系统和网络是根据Purdue控制层次模型设计的,其中构建并优化了许多复杂的总线级别以满足特定的工作要求。每个总线级别具有不同的、带宽延迟和服务质量,使其难以互操作,并且几乎不可能实时传输重要数据。此外,当前的专用衍生以太网带宽是有限的,为此必须调整硬件。

    为了支持IIoT基础设施的新功能,设计人员和最终用户都需要以稳定和安全的方式远程访问智能边缘设备。网络技术必须不断发展,以满足新一代工业系统的需求,并彻底改变机器、电网和运输系统的运行方式。

    TSN:现在是

    现有IT网络根据IEEE 802标准定义。该系列标准规定了不同的以太网层和功能要求,并确保了设备之间的互操作性。有许多工业供应商。、IT供应商和芯片供应商已加入IEEE802和新成立的AVnu联盟,共同更新标准以太网协议,并为IIoT应用开发了用于高性能数据的低延迟数据传输标准。

    升级网络标准以满足工业物联网

    这种称为时间敏感网络(TSN)的新标准克服了现有网络的缺点。 AVnu联盟正在与Broadcom、 Cisco、 Intel、NI等成员公司合作,并希望通过认证创建可互操作的生态系统,就像Wi-Fi联盟为符合IEEE 802.11标准的产品和设备提供认证一样。与现有标准和专有以太网协议相比,新的TSN标准提供了许多好处,例如:

    带宽:机器视觉、3D扫描和功率分析等高级传感应用会产生大量数据,进一步限制网络带宽资源。专用衍生以太网通常用于工业控制,并限制为100Mb带宽和半双工通信。 TSN将采用标准以太网速率(目前为1Gb、10Gb、400Gb)并支持全双工通信。

    安全性:目前使用的大多数初始现场总线都由AirGap和Obscurity保护。这实际上受到汽车行业的影响:带有气隙的封闭式CAN网络负责传输所有控制和运行数据。但是,最近的安全漏洞证实,控制基础架构底部也需要采取安全措施。 TSN保护关键控制传输操作,并包含顶级IT安全规范。分段、性能保护和时间组合功能(TemporalComposability)还可以为安全框架添加更多层保护。

    互操作性:TSN使用标准以太网组件无缝集成现有的Brownfield应用程序和标准IT传输操作,以提高易用性。此外,TSN继承了现有以太网的许多功能,例如HTTP接口和网络服务,从而实现了IIoT系统所需的远程诊断、显示和维护功能。还有一个优点:只要标准以太网芯片组(批量生产的商用芯片)可用于降低组件成本,这一优势优于专用以太网中使用的低成本ASIC架构芯片。这很明显。

    延迟和同步:TSN优先考虑快速系统响应和闭环控制应用所需的低延迟通信操作; TSN实现了几十微秒的精确传输时间和几十纳秒的节点时间同步性能。为了确保稳定实现这种高效传输性能,TSN可以通过自动设置提供高度稳定的数据路径,并通过数据包复制和合并完成路径备份,而不会丢失任何数据。

    可预见的未来

    随着IIoT的持续普及,数据量不断增加。、网络正在传播越来越多,因此需要新的标准来共享和传输关键信息。就像在紧急情况下一样,其他车辆必须让位于救护车和消防车。 TSN标准确保可以通过标准网络基础设施按时传输时间敏感且重要的信息。 IIoT时代已经到来,欢迎加入高速生活圈。

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