TSN时间敏感网络技术概述.pptx

TSN（Time-Sensitive Networking）时间敏感网络技术是标准化的实时以太网技术。该技术被设计为满足工业自动化领域中对低延迟和高确定性的网络通信要求。在工业4.0和IIoT（工业物联网）的背景下，传统自动化网络架构面临重大挑战，包括需要支持远程访问、大数据处理和预测性维护等新应用需求，同时网络内的功能也正在发生转变，例如从集中式的PLC（可编程逻辑控制器）向现场级分布式控制转变，以及虚拟化技术在本地或云端基础设施的运用。 TSN技术的核心优势在于它提供了一套标准化的网络解决方案，能够统一处理过去市场中存在的分化严重的多种实时工业网络协议。例如，它支持多种如IRT、CIP、Sercos III等实时网络技术的集成。TSN利用IEEE 802.1和IEEE 802.3以太网标准，特别关注网络延迟和抖动，提供确定性的时间关键控制应用支持，如高速运动控制、变电站采样值、机器人控制、安全应用可靠回路和控制器之间的通信。 TSN具备高实时性，能够在同一网络内传输关键任务数据和非关键数据，同时确保关键流量不被非关键流量所阻塞。通过这种方式，TSN不仅简化了网络结构，也节省了资产和运营成本。除此之外，TSN与OPC UA（对象链接与嵌入式实时控制和通讯的统一架构）的结合，为不同架构和协议之间的通信提供了统一解决方案。例如，它可以实现从传感器层到云计算层的全面通信需求，为自动化金字塔提供实时数据同步和精确的控制指令。 TSN技术在垂直市场中的应用非常广泛，尤其在关键与非关键应用共存的环境中，它能够充分利用带宽，支持硬实时、低延迟和低抖动的运动控制，以及同时传送后台数据和控制信息。此外，TSN还适用于交通领域，例如CBTC（基于通信的列车控制）系统。通过TSN技术，可以保证CBTC数据传输的时延，使城市地铁系统能够高效运用CBTC网络进行列车控制。 在实施TSN时，有几种方法可供选择：忍受通信延迟、进行带宽过度供应、建立独立的网络，或是使用TSN。在确定采用TSN之后，用户需要考虑兼容性和产品选择。TSN需要与现有的网络设备进行适配，并确保新部署的设备支持TSN标准，以实现网络环境的平滑过渡。为确保TSN技术成功实施，需要从工业网络的各个层面，包括计算机层、分布式控制层、设备层、传感器层进行考量，确保技术整合的有效性。 TSN技术以其在工业领域中的高确定性、低延迟和网络资源高效利用的特点，成为工业4.0/IIoT时代的关键技术之一。它通过标准化的方式解决了实时通信需求，为未来工厂的数字化转型提供了坚实的基础。