时间敏感网络:实时以太网

关于以太网的讨论正在引起对安全数据传输和实时性的不断增长的需求。这就是时间敏感网络(TSN)的问题,它是在IEEE 802时敏网络任务组(TSN TG)框架内开发的几个子标准的组合。目标是通过将经典以太网与工业通信所需的实时功能相结合,统一所有工业通信。在这里,保证延迟和相应的确定性是关键参数。使用传统以太网不再能实现这些功能,尤其是在高网络负载下,因为传统交换机通常在看到消息之前缓存消息,需要消息,以及消息转发发生时。但是,新的应用程序,特别是在物联网工业4.0时代,需要能够更快,更准确地控制带宽分配的技术。将来,TSN或其子标准将使传统以太网具有实时功能,即使在高达数千兆字节范围的高数据传输速率下也是如此。除了实时功能和确定性之外,TSN还提供了另一项巨大的技术优势。扩展网络的能力允许TSN以10 Mbps,100 Mbps,1 Gbps或10 Gbps的速度运行。但是,这需要详细且因此更复杂的网络配置。1 Gbps或更高的传输速率是当今网络的逻辑演进。1 Gbps为新(IoT)应用开辟了道路,有助于克服数据密集型应用中的性能瓶颈。然而,当终端和以太网交换机都支持TSN功能时,TSN作为系统才能完全有效。这些TSN功能和标准如图1所示。
 
 
 
图1
图1. TSN标准。
目前尚未完成由图示的子标准组成的完整TSN包。如图1中突出显示的,IEEE 802.1时敏网络任务组中仍在讨论两个子标准IEEE 802.1AS-REV(时间同步)和IEEE 802.1Qcc(流预留)。很难估计何时完全定义这些开放的子标准。但是,这项工作应该在2019年年中完成。尽管如此,即使采用TSN标准的当前状态,根据IEEE 802.1已经创建了标准以太网的向上兼容的进一步发展。例如,最近采用的子标准提供了一种可互