何時に敏感なネットワーキングが達成しようとしているのか

今日のネットワークは複雑であり、容易に相互運用することはできません。 ラスベガスで毎年開催されるConsumerElectronics Show（CES）は、多くの場合、新しいテクノロジーや今後のテクノロジーのショーケースです。 オリジナルのコンパクトディスク、HD TV、および最初のXboxゲーム機はすべて、このイベントのさまざまなバージョンで発表されました。 近年、CESは、ウェアラブルテクノロジー、コネクテッドカー、特に新しいモノのインターネット（IoT）に関連する製品と概念によって支配されています。 IoTは、ユビキタスワイヤレス接続やIP対応の家電製品などを含む消費者現象として広く見られていますが、その開発の多くは、業界の進化する要件によって推進されています。 製造、プロオーディオ、ビデオ、輸送/自動車などのセクターは、フィールドデバイス、エンタープライズITアプリケーション、クラウドインフラストラクチャを近づける可能性を秘めた、産業用モノのインターネットの可能性を解き放つための標準を引き続き求めています。 。 これらの業界の協調した取り組みにより、Bluetooth®メッシュネットワーキング、IEEE 802.11ah HaLow Wi-Fi、802.1オーディオビデオブリッジングなどのソリューションと仕様がすでに作成されています。 最初の802.1つは、CESで展示されている多くの消費者向けデバイスへの道を見つける可能性が最も高いですが、802.3つ目は、XNUMXおよびXNUMXのさまざまな更新を通じて、時間に敏感なネットワーキング（TSN）に成功し、さらに大きな影響を与える可能性があります。自動化および制御システムにおけるその役割を通じて。 時間に敏感なネットワーキングは、産業用モノのインターネットで何に取って代わるでしょうか？ もう少し注意を払う価値のあるTSNのXNUMXつの側面は、ネットワーク設計、プロトコル、モデルなどの観点から、置き換えられるように設計されていることです。       ＆lt; img src = 'https：//www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/what-time-sensitive-networking-is-trying-to-accomplish/figure1。 png？w = 435'alt = '図1'＆gt; 図1。 TSNは、IIoTアプリケーションの広い帯域幅、ITセキュリティのプロビジョニング、および低遅延の要件をサポートします。 何よりも、さまざまな種類のデータを処理するイーサネットネットワーク上でもリアルタイムトラフィックのパフォーマンスを保証します。 複数のレイヤーとPurdueEnterpriseリファレンスアーキテクチャ最近engineering.comによって強調された、National Instrumentsからの2016年初頭のレポートは、TSNの提案者が変更しようとしているIIoTの現状を明らかにしました。1より具体的には、現在の産業用ネットワークアーキテクチャは、それぞれが複数のレイヤーを備えています。これは、特定のタスクセット用に最適化されており、独自の特定のレベルの遅延、帯域幅、およびサービス品質によって制限されます。 この設定により、ネットワーク全体の混合トラフィックが適切に処理されますが、システム間の相互運用性（IIoTの重要な要件）には理想的ではありません。 今日の産業用ネットワークは、複雑さと非相互運用性に満ちています。 AVnuAllianceの産業部門の議長でもあるNationalInstrumentsのToddWalterはさらに、多くのプラントが、1990年代の多層ネットワークモデルであるPurdue Enterprise ReferenceArchitectureに準拠し続けていると説明しました。2PERAは企業内のすべてをカバーするように設計されています。物理的なプロセスからロジスティクスシステムまで、バナーを制御します。 教科書の例は、レベル0がセンサーからのI / Oであり、安全計装システムがレベル1で、PLC / RTUIP通信がレベル1.5.3であるアーキテクチャです。上位はエンタープライズリソースプランニング（レベル4）とファイルサーバーです。 （レベル5）。 現実の世界では、PERA指向のアーキテクチャは、これらの個々のレイヤーに対処するために、イーサネットソリューションとともにレガシーフィールドバスを含む多様なコレクションプロトコルに依存しています。 PERAのフィールドバスとイーサネットたとえば、複雑で要求の厳しいモーションコントロールアプリケーションは、多くの場合、自動化の島、つまりフィールドバスとイーサネットソリューションを含む複数のネットワークに分割されています。 このようなアプリケーションをサポートする一連のマシンには、停止精度、位置保持、および過酷な環境に耐える能力が必要ですが、これらの要件を満たすためにさまざまなテクノロジーを利用する場合があります。 独自のネットワークを使用してモーションを分散し、PROFIBUS®およびControlNet®と連携して周波数ドライブおよびイーサネットと通信し、ユーザーに情報を配信できます。 このような設定は、さまざまなサポートツールとトレーニング手順がいつでも機能することを意味します。 PERAに関するウォルターのポイントに戻ると、このテクノロジーの組み合わせ、つまりフィールドバス、イーサネット、およびそれらをサポートするそれぞれのハードウェアとソフトウェアのエコシステムは実現可能ですが、企業が期待する相互運用性と経済性とは一致していません。 IIoT。 IIoTの機会を活用するには、少なくとも、標準のネットワークインフラストラクチャ、追加の帯域幅、およびエッジデバイスにリモートで安全にアクセスする機能が必要になる場合があります。 TSNは、これらすべての機能を提供するのに適した位置にあります。 「AVBは元々、重要なプロAVストリームを同期するために設計されました。」 これは、元々重要なプロAVストリームを同期するために設計されたAVBの拡張です。 自動車業界が一部の車にAVBを導入することを決定したとき、プロジェクトの範囲は拡大し、AVB自体が独自の競合他社であるDanteに遅れをとったため、TSNは、相互運用可能な決定論的ネットワーキングを作成するための広範な取り組みの賢明な進化となりました。 コンバージドQoS、帯域幅予約、IEEE 1588高精度時間プロトコルの使用などの機能はTSNのハイライトですが、標準のイーサネットインフラストラクチャとの魅力的な互換性もあります。 「標準のイーサネットコンポーネントを使用することで、TSNは既存のブラウンフィールドアプリケーションおよび標準のITトラフィックとシームレスに統合して、使いやすさを向上させることができます」とWalterはDesign Worldの記事で説明しています。2「さらに、TSNは既存のイーサネットの多くの機能を継承しています。 IoTシステムで一般的なリモート診断、視覚化、修復機能を可能にするHTTPインターフェースとWebサービス。」 時間に敏感なネットワーキングを前進させるCESやIntegratedSystems Europe 2016（AVnu Allianceが発表）などのイベントでの業界活動のレベルが示すように、IoTとIIoTは、世界中の組織にとって中心的な関心事になりつつあります。 4年以上前に始まり、TSNがIIoTに実際に焦点を合わせている好機に到達しているため、その最新の飛躍があります。 TSNは、IIoTアプリケーションの十分な帯域幅、ITセキュリティのプロビジョニング、および低遅延の要件をサポートします。 何よりも、さまざまな種類のデータを処理するイーサネットネットワーク上でもリアルタイムトラフィックのパフォーマンスを確保するのに役立ちます。 自動運転車、交通管制ネットワーク、風力発電所、発電所、制御システムなど、さまざまな困難な産業環境で家を見つけることができます。 ただし、これはまだ始まったばかりであり、数年または数十年にわたって導入されてきた現在のネットワークアーキテクチャに取って代わるという重要なハードルに直面するでしょう。 最終的なTSN標準の最初の部分は、ベンダーからの参照とともに、2016年に始まりました。 そこから、TSN認定の製品とサービスは、IIoTのネットワークアーキテクチャを再構築するために、最終的に自動化システムに到着し始めるはずです。 参考文献1ShawnWasserman。 「CESの舞台裏でのモノのインターネットのトレンドトップ3。」 エンジニアリング。 com、2016年XNUMX月。 2トッドウォルター。 「それは時間についてです：産業用IoTのための進化する時間に敏感なネットワーキング標準。」 デザインワールド、2016年XNUMX月。 3エルノペンツィン。 「例：Purdueエンタープライズリファレンスアーキテクチャモデル。」 TeXample、2013年XNUMX月。 4ロブ・スコット。

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