Microchip, 산업용 이더넷에서 시간 민감형 네트워킹 구현할 SparX‑5i 스위치 출시

생산의 디지털화 증가는 산업 통신에서 전례 없는 개방성, 복원력, 결정론, 유연성을 요구합니다. 시간 민감형 네트워킹(TSN)은 IT와 OT 네트워크 간의 오랜 경계를 허물며, 오늘날 자동화 시스템에 정밀한 타이밍과 동기화를 제공합니다.

Microchip은 산업 자동화를 위해 특별히 설계된 SparX‑5i 이더넷 스위치 제품군을 출시했습니다. Embedded와의 인터뷰에서 Microchip의 제품 마케팅 매니저 Andy Ebert는 TSN이 신뢰할 수 있는 표준 기반 실시간 통신을 제공하는 방식, 즉 이더넷의 미래를 설명했습니다.

"현재 공장에는 별도의 IT와 OT 네트워크가 있습니다. TSN은 이 네트워크들을 결합할 수 있게 합니다. TSN과 이더넷은 현재 방식이 호환성 문제가 있고 점점 더 많은 디바이스가 상호 연결됨에 따라 필요한 더 높은 대역폭으로 확장되지 않는 것과 달리, 공장 자동화 네트워크에서 필요한 실시간 통신을 처리하는 표준화된 방법을 제공합니다."라고 Ebert는 말했습니다.

시간 민감형 네트워킹이란 무엇인가?

공장이 디지털 트랜스포메이션을 받아들이는 속도는 필드 디바이스에서 클라우드 관리 시스템까지 데이터를 처리할 수 있는 고성능, 상호운용 가능한 네트워크를 요구합니다. 이더넷에 의존하는 산업 프로토콜은 다양한 트래픽 우선순위를 관리해야 합니다. 기본 이더넷 표준은 이를 보장할 수 없습니다. Ebert는 자동화 네트워크에서 상호 연결된 스마트 디바이스의 증가하는 수를 처리하는 것이 다음 과제라고 지적합니다.

실시간 기능은 기업이 프로세스를 개선하고, 품질과 생산성을 높이며, 비용을 절감할 수 있게 합니다. 산업용 이더넷의 확장인 TSN은 정확한 시간 동기화와 트래픽 스케줄링을 통해 결정론적 통신을 달성하며, 투명성을 제공하는 데 필요한 수렴의 기반을 형성합니다.

이더넷 스위치

정밀 타이밍과 동기화 수요는 전통적으로 멀티칩 독점 솔루션을 요구해 복잡성과 비용을 증가시켰습니다. Microchip의 SparX‑5i는 단일 칩, IEEE 표준 기반 이더넷 스위치 제품군으로 시장에서 가장 완전한 TSN 기능 세트를 제공함으로써 이를 해결합니다.

SparX‑5i 제품군은 주요 TSN IEEE 표준을 지원합니다: 시간 동기화를 위한 IEEE 1588v2 및 IEEE 802.1AS‑REV, 트래픽 셰이핑을 위한 IEEE 802.1Qbv, 지연 감소를 위한 IEEE 802.1Qbu/802.3br, 스트림 폴리싱을 위한 IEEE 802.1Qci, 원활한 이중화를 위한 IEEE 802.1CB. 또한 100M, 1G, 2.5G, 5G, 10G, 25GbE 인터페이스를 통합해 최대 200Gbps 대역폭의 표준 L2/L3 이더넷을 제공합니다. 이는 시장에서 가장 유연한 연결 솔루션입니다.

자동차, 기계 공학, 식음료 또는 기타 제조 부문에서 일하든 TSN은 독점 확장을 표준에 추가하지 않고도 대역폭 예약, 서비스 품질(QoS), 저지연, 다중 프로토콜 병렬 전송을 제공합니다. TSN은 트래픽 클래스를 도입하고 결정론적 흐름을 위한 리소스를 예약하며, 신흥 5G 이동 통신을 포함한 여러 통신 표준을 지원하는 공통 네트워크를 가능하게 합니다.

5G 위의 TSN

5G의 부상은 산업 네트워크에 판도를 바꾸는 기회를 제공합니다. 저지연 통신으로 5G는 TSN이 모바일 네트워크에서 동작할 수 있는 문을 엽니다. 그러나 셀 사이트 간 이동하는 모바일 디바이스는 연결을 방해하고 지연과 신뢰성에 영향을 줄 수 있습니다. 공장 바닥에 구축된 로컬 프라이빗 5G 네트워크는 TSN 프로토콜을 활용해 엄격한 실시간 요구사항을 충족할 수 있습니다.

근미래에 5G와 TSN이 공장 바닥 구현에서 공존할 수 있으며, 모바일 연결을 위한 5G의 유연성과 중요한 자동화 작업을 위한 TSN의 결정론적 초저지연 성능을 제공할 것입니다.