O que se entende por Time Sensitive Networking?
Time Sensitive Networking é um conjunto de padrões que deve melhorar as propriedades de tempo real das redes Ethernet atuais. Trata-se então de vários padrões individuais que atualmente são definidos no TSN Task Group, a organização de padronização IEEE 802.1.
Porém, Ethernet TSN não é um protocolo de comunicação autônomo, mas define funções. Estas funções podem ser utilizadas, por seu lado, por diferentes protocolos como OPC UA ou PROFINET.
TSN permite a convergência entre TI e TO
Vantagens e características do novo padrão TSN
A transmissão de dados de aplicações críticos em tempo real (p. ex., regulações rápidas, aquisição de sinais em redes de energia ou controle de movimento) e de aplicações intensivas em termos de dados (p. ex., transmissões de vídeo ou sistema TI) é atualmente efetuada em redes separadas, de modo a evitar uma interferência mútua. No entanto, o aumento da flexibilização e da digitalização de processos de trabalho requerem uma crescente fusão entre TI e TO e, assim, de uma combinação de sistemas até agora separados.
Com a expansão e adaptação de padrões Ethernet existentes, TSN cria uma convergência entre a tecnologia da informação (TI) e a tecnologia de operação industrial (TO) em redes industriais. Assim, é possível implementar tanto dados críticos em tempo real como também aplicações intensivas em termos de dados (p. ex., transmissões de vídeo) através de um cabo Ethernet conjunto, sem perturbação mútua.
Modo de funcionamento da tecnologia TSN
TSN se baseia em três mecanismos nucleares, definidos em diversos padrões.
Para esse efeito, toda a comunicação crítica em tempo real da rede é organizada em chamados streams e, conforme a necessidade e a priorização do respectivo pacote de dados, está disponível para eles uma determinada Quality of Service (largura de banda, latência, etc.). Os streams precisam ser reservados antes de sua utilização, para que seja possível verificar a largura de banda em relação a outros streams. Um mecanismo de gerenciamento de rede, também chamado Centralized Network Controller ou CNC, (p. ex., no controlador) lê a tipologia, calcula os streams e configura respectivamente a rede.
Protocolos via TSN
Time Sensitive Networking permite a transmissão simultânea de vários protocolos de automação e de TI em uma rede convergente.
Aqui, os protocolos mais discutidos são o PROFINET e o OPC UA, mas também outros sistemas como, p. ex., CC-Link IE, estão especificados para a utilização com TSN. Para estes protocolos não interferirem entre si em uma rede, eles precisam se unir em um perfil conjunto sobre como utilizar mecanismos TSN na rede. No momento, a criação desse perfil está sendo efetuada em um grupo de trabalho conjunto da IEC e da IEEE, o IEC/IEEE 60802-IA.
Perfil TSN conjunto conforme IEC/IEEE 60802 – IA
No padrão PROFINET, a utilização de padrões TSN ("Streams & Configuration", "Time & Cycle Synchronization" e "Frame Preemption") está especificada logo desde a versão 2.4. Assim, os respectivos padrões IEEE foram utilizados de modo a manter as características fundamentais de PROFINET. Desse modo, já na atualidade estão sendo desenvolvidos dispositivos com perfil TSN PROFINET e vão estar brevemente disponíveis no mercado.
A padronização em OPC ,UA em combinação com TSN está sendo efetuada de momento na iniciativa chamada Field Level Communication (FLC) da OPC Foundation. Assim que estiver concluída a padronização, também aqui vão ser desenvolvidos dispositivos correspondentes, suportando OPC UA PubSub em conjunto com TSN.
Nosso empenho na área TSN
A Phoenix Contact participa em todas as organizações de padronização relevantes como, p. ex., a OPC Foundation ou a PI-International, e colabora de forma ativa na implementação dos padrões elaborados no IEC/IEEE-60802. Além disso, já estamos criando e desenvolvendo nossos dispositivos e soluções de sistemas, de modo a oferecermos um portfólio de produtos TSN completo para a automação industrial. Assim, possibilitamos uma interligação contínua entre TI e TO, mas também de diferentes indústrias no sentido da All Electric Society.
Outras novas tecnologias de comunicação Comunicação universal até o campo
De momento, em muitos organismos e projetos de padronização estão sendo criados padrões de comunicação como OPC UA, TSN, SPE e 5G. No entanto, estas novas tecnologias não devem ser vistas independentemente umas das outras, formando juntas a comunicação do futuro.
Como líder tecnológico com mais de 30 anos de experiência no setor da tecnologia industrial de comunicação, a Phoenix Contact está envolvida em todos os organismos de padronização mais importantes. Aí ajudamos a criar para você o novo padrão de comunicação independente do fabricante para a automatização.
Saiba mais nas nossas páginas sobre os novos padrões.
