시간에 민감한 네트워킹은 이더넷 애플리케이션을 지원합니다.

생산 프로세스의 디지털화가 증가함에 따라 산업 커뮤니케이션에서 점점 더 많은 개방성, 견고성, 결정성 및 유연성이 필요합니다. TSN(Time Sensitive Networking)은 이더넷 애플리케이션에서 IT(정보 기술) 네트워크와 OT(운영 기술) 네트워크를 분리할 필요성을 제거하여 오늘날의 산업 자동화 시스템을 위한 동기화 및 정밀 타이밍에 대한 접근 방식을 제공합니다.

산업 시장의 요구 사항을 지원하기 위해 Microchip은 산업 자동화 네트워크용 이더넷 스위치의 새로운 제품군인 SparX-5i를 발표했습니다. 임베디드와의 인터뷰에서 Microchip의 제품 마케팅 관리자인 Andy Ebert는 신뢰할 수 있는 표준 기반 실시간 통신을 통해 TSN의 목표를 달성하는 방법과 이것이 이더넷의 미래가 될 것임을 강조했습니다.

“ 현재 공장에는 별도의 IT 및 OT 네트워크가 있습니다. TSN을 사용하면 이러한 네트워크를 결합할 수 있습니다. 이더넷이 있는 TSN은 호환성 문제가 있고 점점 더 많은 장치가 상호 연결됨에 따라 필요한 더 높은 대역폭으로 확장되지 않는 현재 방법과 달리 공장 자동화 네트워크에 필요한 실시간 통신을 처리하는 표준 방법을 제공합니다.”라고 말했습니다. 에버트.

시간에 민감한 네트워킹(TSN)

공장과 공장이 디지털 혁신의 패러다임을 수용하는 속도로 인해 오늘날에는 데이터가 소스에서 관리 시스템으로, 현장에서 클라우드로 이동할 때 데이터를 지원할 수 있는 상호 운용 가능한 고성능 네트워크를 개발해야 합니다.

이더넷을 연결 수단으로 사용하려는 산업용 프로토콜은 산업용 트래픽의 다양한 우선 순위를 정확하게 관리할 수 있어야 하며, 이더넷 표준이 있는 그대로 이를 보장할 수는 없습니다. "다음 과제는 산업 자동화 네트워크에서 증가하는 상호 연결된 스마트 장치를 처리하는 능력입니다."라고 Ebert는 말했습니다.

실시간 기능이 있는 시스템을 구현하면 기업이 프로세스를 더욱 개선하여 품질과 생산성을 높이는 동시에 비용을 절감할 수 있습니다. 이러한 이점을 제공하는 기술은 TSN(Time Sensitive Networking) 프로토콜입니다.

TSN은 정확한 시간 동기화 및 트래픽 스케줄링을 통해 결정적 통신을 지원하는 산업용 이더넷의 확장입니다. 이러한 메커니즘은 필요한 수준의 투명성을 제공하는 데 필요한 수렴의 기반을 형성합니다.

이더넷 스위치

산업 자동화 시스템에서 정밀한 타이밍 및 동기화에 대한 요구로 인해 다중 칩 독점 솔루션의 사용이 종종 요구되어 개발자의 복잡성과 비용이 증가했습니다.

개발자를 돕기 위해 Microchip은 업계에서 가장 완벽한 TSN 기능 세트를 제공하는 단일 칩 IEEE 표준 기반 이더넷 스위치 제품군인 SparX-5i를 발표했습니다. SparX-5i 제품군은 시간 동기화를 위한 IEEE 1588v2 및 IEEE 802.1AS-REV 프로파일, 트래픽 쉐이핑을 위한 IEEE 802.1Qbv, 지연 감소를 위한 IEEE 802.1Qbu/802.3br, 스트림 폴리싱을 위한 IEEE 802.1Qci와 같은 주요 TSN IEEE 표준을 지원합니다. 원활한 이중화를 위한 IEEE 802.1CB. 또한 이 제품군은 시장에서 가장 유연한 연결 솔루션을 위해 100M, 1G, 2.5G, 5G, 10G 및 25GbE 인터페이스를 통합하여 최대 200G 대역폭의 표준 L2/L3 이더넷을 지원합니다.

자동차 및 기계 엔지니어링 산업이든 식품 및 음료 산업이든 TSN은 대역폭 예약, 서비스 품질(QoS) 메커니즘, 짧은 대기 시간 및 여러 프로토콜의 병렬 전송을 포함하여 산업 제조에 중요한 이점을 제공합니다. 이더넷의 경우와 같이 표준에 대한 독점 확장 없이 실시간으로 전송됩니다. TSN 프로토콜은 동일한 연결을 공유하는 다양한 클래스의 트래픽을 도입하고 시간이 지남에 따라 결정적 특성을 갖는 흐름에 대한 리소스를 예약하며 차세대 5G 이동 통신과 같은 여러 통신 표준을 지원하는 공통 네트워크를 가능하게 합니다.

5G를 통한 TSN

산업계의 또 다른 빅 뉴스는 5G의 도래다. 처음으로 무선 통신 솔루션은 실시간 애플리케이션이 결정적이고 안정적인 네트워크 성능을 요구하는 제조 세계에서도 참조 솔루션이 되는 데 필요한 모든 것을 갖추게 될 것입니다.

“최신 5G 표준은 저지연 통신을 지원하므로 모바일 네트워크를 통한 TSN이 가능합니다. 모바일 장치가 셀 사이트에서 셀 사이트로 이동하기 때문에 5G를 통해 TSN을 작동시키는 것은 어려운 일입니다. 이는 연결을 방해하고 대기 시간과 안정성에 영향을 줄 수 있습니다. 로컬 사설 5G 네트워크(예:공장 현장)는 TSN 프로토콜의 이점을 누릴 수 있습니다.”라고 Ebert가 말했습니다.

따라서 가까운 장래에 5G와 TSN은 기본 연결 요구 사항이 충족되는 미래의 공장 현장 구현에서 공존할 수 있습니다. 유연성을 위한 5G와 매우 짧은 대기 시간을 위한 TSN.