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首頁 技術 時間敏感網(wǎng)絡 (TSN)

時間敏感網(wǎng)絡 (TSN)

統(tǒng)一網(wǎng)絡基礎設施推動數(shù)位轉型

什么是時間敏感網(wǎng)絡?

時間敏感網(wǎng)絡 (TSN) 是一套確保標準以太網(wǎng)實現(xiàn)確定性通信的標準。根據(jù)電氣電子工程師學會 (IEEE) 802.1 標準(包括 802.1AS、802.1Qbv 和 802.1CB)的定義,TSN 提供了一套明確規(guī)定傳輸延遲上限的網(wǎng)絡流量管理機制。為此,所有 TSN 設備都必須保持時間同步,并采用通用時間框架,確保工業(yè)自動化和控制應用實現(xiàn)實時通信。

時間同步

根據(jù) IEEE 802.1AS 標準,時間敏感網(wǎng)絡顧名思義,旨在為統(tǒng)一基礎設施內(nèi)的所有 TSN 設備構建通用時間框架。時間同步是確定性網(wǎng)絡通信的基礎。

有限低延遲

TSN 網(wǎng)絡組件采用 IEEE 802.1Qbv 時間感知整形器針對端到端傳輸規(guī)定的不可協(xié)商的時段分配,確保實現(xiàn)超低延遲的確定性數(shù)據(jù)傳輸。

超高可靠性

為全面建立并維護確定性網(wǎng)絡環(huán)境,組件完全按照 IEEE 802.1CB 標準設計,以便最大限度保障網(wǎng)絡的可靠性和安全性。

高效資源管理

TSN 提供豐富的資源管理和可視化工具,設備供應商可根據(jù)網(wǎng)絡要求集成適合的工具。

TSN 推動數(shù)位轉型

當前,制造業(yè)自動化和數(shù)據(jù)交換領域正在經(jīng)歷“工業(yè) 4.0”浪潮,也被稱為“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)” (IIoT),數(shù)位轉型是其中的關鍵。制造商需要從工廠車間的傳感器和設備中實時收集并處理數(shù)據(jù),從而作出明智決策,但這一過程可能面臨諸多挑戰(zhàn)。當前的分散網(wǎng)絡如何向統(tǒng)一網(wǎng)絡進化?TSN 是完成過渡的重要一環(huán),可為標準以太網(wǎng)賦予標準化的高性能確定性網(wǎng)絡功能,促使各類工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議在統(tǒng)一網(wǎng)絡中無縫融合。

因此,工業(yè)自動化生態(tài)系統(tǒng)的參與者可充分釋放數(shù)位轉型的潛能,提高工業(yè)運營的效率、適應性和智能化水平。

從復雜的多層自動化金字塔轉變?yōu)楸憬莸淖灾鹘鹱炙?,使?TSN 提高工業(yè)自動化的互操作性、靈活性和效率。

TSN 應用

TSN 可賦能標準以太網(wǎng),實現(xiàn)精度高、延遲低的確定性通信,大幅提升關鍵應用的性能和可靠性,在工業(yè)自動化、智能制造、汽車系統(tǒng)等領域推動了行業(yè)革新。了解 TSN 在不同行業(yè)的應用,及其如何推動行業(yè)創(chuàng)新、提高效率。

數(shù)控機床

數(shù)控機床

某頭部工業(yè)機械制造商利用 TSN 技術統(tǒng)一并優(yōu)化了數(shù)控機床的多項應用。該制造商依托 TSN 技術無縫集成遠程 I/O 和機器視覺攝像頭,確保數(shù)據(jù)精確傳輸,也減少了維護工作量。此次升級不僅為優(yōu)化關鍵機器控制建立了確定性通信,增強了系統(tǒng)可擴展性,還進一步提高了先進機械設備的效率和潛力。

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家電制造

家電制造

某家電制造商因數(shù)據(jù)量不斷增加而面臨挑戰(zhàn),現(xiàn)有基礎設施難以實現(xiàn)其性能和精度目標。因此,該制造商將 TSN 技術集成至自動化生產(chǎn)線,對網(wǎng)絡進行現(xiàn)代化升級,并通過部署 TSN 以太網(wǎng)交換機,建立了可靠的確定性實時網(wǎng)絡通信。這一優(yōu)化升級在提高運營效率、縮短生產(chǎn)時間的同時,最大限度減少了資源使用,助力企業(yè)實現(xiàn)增利和可持續(xù)發(fā)展目標。

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水電站

水電站

某水電站計劃通過整合多個控制網(wǎng)絡來升級系統(tǒng)、提高效率。升級前,各系統(tǒng)使用不同的協(xié)議,導致維護工作成本高、難度大。該發(fā)電站利用 TSN 技術統(tǒng)一網(wǎng)絡,實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和精準控制,并提高了安全水平。此外,集成 TSN 技術不僅實現(xiàn)了實時通信,提高了效率,還支持快速調(diào)整發(fā)電量,從而降低成本、提高適應性。

現(xiàn)代化大規(guī)模定制

現(xiàn)代化大規(guī)模定制

某產(chǎn)品制造商計劃統(tǒng)一生產(chǎn)線、裝配線和物流系統(tǒng),以縮短生產(chǎn)周期并降低成本。為此,該制造商利用 TSN 技術優(yōu)先處理關鍵網(wǎng)絡流量,實現(xiàn)高速聯(lián)網(wǎng)、精確運動控制和低延遲通信,從而推動自適應生產(chǎn)和大規(guī)模定制,并顯著提高運營效率。這不僅成功滿足了各類市場需求,也增強了工業(yè) 4.0 和 IIoT 能力。

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TSN 常見問題解答

隨著各行各業(yè)不斷提升運營活動的互聯(lián)性和智能化水平,TSN 的作用日益關鍵。以下將解答關于 TSN 的常見問題,深入分析 TSN 如何改變工業(yè)網(wǎng)絡格局。無論您是第一次接觸 TSN,還是希望加深對這項技術的理解,都能從中獲得實用洞見。

TSN 旨在為標準以太網(wǎng)賦予確定性、低延遲、低抖動的數(shù)據(jù)傳輸能力。不同于以太網(wǎng)“盡力而為、先到先得”的本質,TSN 技術采用了多項 IEEE 802.1 標準,例如 802.1Qbv 時間感知整形器、802.1AS 時間同步等,能確保數(shù)據(jù)按精確時序傳輸。正因如此,TSN 在工業(yè)自動化等對精確時序要求極高的領域發(fā)揮著重要作用。

  • 性能:TSN 支持高速聯(lián)網(wǎng)、海量數(shù)據(jù)傳輸、高精度運動控制和低延遲傳輸,可助力提升網(wǎng)絡性能。
  • 靈活:TSN 以標準以太網(wǎng)為基礎,支持各種網(wǎng)絡設備,同時還能為以太網(wǎng)添加更多高級應用。
  • 可靠:TSN 可對網(wǎng)絡流量進行優(yōu)先級排序,從而實現(xiàn)實時通信,確保時間敏感數(shù)據(jù)始終在正確時間傳輸至正確位置。
  • 安全:TSN 能對時間敏感數(shù)據(jù)進行排程,避免未授權數(shù)據(jù)涌入,從而增強網(wǎng)絡安全。

構建統(tǒng)一的 IT 和 OT 系統(tǒng)融合網(wǎng)絡對簡化生產(chǎn)流程、提高運營效率至關重要。然而,鑒于這兩種系統(tǒng)的差異性和獨立性,將兩者集成至單一網(wǎng)絡并非易事。統(tǒng)一網(wǎng)絡具有以下獨特優(yōu)勢:

  • 標準化通信:使用統(tǒng)一的行業(yè)通信標準能簡化交互,確保各系統(tǒng)相互兼容,支持 AI 等先進應用。
  • 訪問便捷:對于使用單一語言的統(tǒng)一網(wǎng)絡,工作人員無需了解不同供應商的專有協(xié)議,網(wǎng)絡運維工作更輕松。
  • 性價比高:TSN 可簡化設備和協(xié)議要求,精簡網(wǎng)絡基礎設施,從而降低運維成本。

TSN 技術最新研發(fā)成果

了解最新的 TSN 技術資訊和動態(tài)。探索更多關鍵見解、突破性成果和資源,洞悉 TSN 推進工業(yè)聯(lián)網(wǎng)、塑造通信基礎設施未來的奧秘。

Moxa 如何助力構建 TSN 網(wǎng)絡

Moxa TSN 交換機專為滿足現(xiàn)代工業(yè)網(wǎng)絡的嚴格要求而設計,具備多種先進功能,可保障高度可靠的低延遲確定性通信,是助力各類應用實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)交換的核心設備。無論是升級既有網(wǎng)絡,還是構建全新網(wǎng)絡,我們的 TSN 交換機都能展現(xiàn)卓越的性能和靈活性。

Moxa 與合作伙伴攜手推動 TSN 發(fā)展

Moxa 很榮幸參與 Avnu 聯(lián)盟的開創(chuàng)性組件認證項目,這是全球首個對標 IEEE SA 802.1 標準的時間敏感網(wǎng)絡 (TSN) 能力認證機制。Moxa 積極參與測試相關工作,不僅幫助聯(lián)盟依照相關標準制定測試規(guī)范,還完成了以太網(wǎng)交換機等設備的測試,確保認證項目有效可行。

Moxa 是 OPC 基金會現(xiàn)場層通信倡議 (FLC) 指導委員會的首批成員之一。該機構致力于推進現(xiàn)場層 OPC UA 和 TSN 集成,負責監(jiān)督 OPC UA TSN 生態(tài)系統(tǒng)建設,確保從傳感器到云端實現(xiàn)無縫連接,構建統(tǒng)一的自動化網(wǎng)絡。

參與聯(lián)合測試床,確保技術兼容

Moxa 始終致力于創(chuàng)新工業(yè)互聯(lián)技術和解決方案。我們正與其他行業(yè)領軍企業(yè)合作,嚴格測試 TSN 互操作性,確保新技術和方案的穩(wěn)定與可靠。

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