Rede sensível ao tempo é compatível com aplicativos Ethernet

O aumento da digitalização dos processos de produção requer cada vez mais abertura, robustez, determinismo e flexibilidade na comunicação industrial. O Time Sensitive Networking (TSN) está eliminando a necessidade de separar as redes de tecnologia da informação (TI) e tecnologia operacional (OT) em aplicações Ethernet, fornecendo uma abordagem para sincronização e temporização de precisão para os sistemas de automação industrial de hoje.

Para atender às necessidades do mercado industrial, a Microchip anunciou o SparX-5i, uma nova família de switches Ethernet para redes de automação industrial . Em uma entrevista com incorporado, Andy Ebert, gerente de marketing de produto da Microchip, destacou como o objetivo do TSN é abordado com comunicação confiável, baseada em padrões e em tempo real e como este seria o futuro da Ethernet.

“ Atualmente, existem redes TI e OT separadas na fábrica. O TSN permite que essas redes sejam combinadas. O TSN com Ethernet oferece uma maneira padrão de lidar com a comunicação em tempo real necessária nas redes de automação de fábrica, em oposição aos métodos atuais que têm problemas de compatibilidade e não se adaptam às larguras de banda mais altas necessárias à medida que mais e mais dispositivos se tornam interconectados ”, disse Ebert.

Rede sensível ao tempo (TSN)

A velocidade com que as fábricas e fábricas estão adotando o paradigma da transformação digital torna necessário hoje o desenvolvimento de redes interoperáveis ​​de alto desempenho que possam dar suporte aos dados conforme eles viajam da origem aos sistemas de gerenciamento, do campo à nuvem.

Os protocolos industriais que desejam usar Ethernet como meio de conexão precisam ser capazes de gerenciar com precisão as diferentes prioridades do tráfego industrial, e isso não pode ser garantido pelo padrão Ethernet como está. “O próximo desafio é a capacidade de lidar com a quantidade crescente de dispositivos inteligentes interconectados em redes de automação industrial”, disse Ebert.

A implementação de sistemas com recursos em tempo real permite que as empresas refinem ainda mais seus processos para aumentar a qualidade e a produtividade, reduzindo custos. A tecnologia que oferece esses benefícios é o protocolo de rede sensível ao tempo (TSN).

TSN é uma extensão da Ethernet industrial que suporta comunicações determinísticas por meio de sincronização de tempo e programação de tráfego precisas. Esses mecanismos formam a base para a convergência necessária para fornecer os níveis de transparência exigidos.

Switches Ethernet

Com a demanda por temporização e sincronização de precisão em sistemas de automação industrial, o uso de soluções proprietárias de vários chips tem sido frequentemente necessário, aumentando a complexidade e os custos para os desenvolvedores.

Para ajudar os desenvolvedores, a Microchip anunciou o SparX-5i, uma família de switch Ethernet baseada em padrões IEEE de chip único que oferece o conjunto de recursos TSN mais completo da indústria. A família SparX-5i suporta os principais padrões TSN IEEE, como IEEE 1588v2 e perfil IEEE 802.1AS-REV para sincronização de tempo, IEEE 802.1Qbv para modelagem de tráfego, IEEE 802.1Qbu / 802.3br para redução de atraso, IEEE 802.1Qci para policiamento de fluxo e IEEE 802.1CB para redundância contínua. Além disso, a família suporta Ethernet L2 / L3 padrão com até 200G de largura de banda, incorporando interfaces 100M, 1G, 2,5G, 5G, 10G e 25 GbE para a solução de conectividade mais flexível disponível no mercado.

Esteja você na indústria automotiva e de engenharia mecânica ou na indústria de alimentos e bebidas, o TSN oferece vantagens cruciais para a manufatura industrial, incluindo reserva de largura de banda, mecanismos de qualidade de serviço (QoS), baixa latência e transmissão paralela de vários protocolos - mesmo em em tempo real e sem extensões proprietárias ao padrão, como era o caso da Ethernet. O protocolo TSN apresenta diferentes classes de tráfego compartilhando a mesma conexão, reserva recursos para fluxos com características determinísticas ao longo do tempo e permite uma rede comum que oferece suporte a vários padrões de comunicação, como a próxima comunicação móvel 5G.

TSN sobre 5G

A outra grande novidade no campo industrial é o advento do 5G. Pela primeira vez, uma solução de comunicação sem fio terá tudo para se tornar uma solução de referência até mesmo para o mundo da manufatura, onde aplicativos em tempo real exigem desempenho de rede determinístico e confiável.

“Os padrões 5G mais recentes suportam comunicação de baixa latência, tornando o TSN em redes móveis uma possibilidade. Fazer com que o TSN funcione em 5G é um desafio porque os dispositivos móveis mudam de um site de celular para outro. Isso pode interromper a conectividade e afetar a latência e a confiabilidade. Redes 5G privadas locais (por exemplo, no chão de fábrica) poderiam se beneficiar dos protocolos TSN ”, disse Ebert.

Portanto, é possível que, em um futuro próximo, 5G e TSN possam coexistir em uma implementação de chão de fábrica do futuro, onde os principais requisitos de conectividade sejam atendidos:5G para flexibilidade e TSN para latência extremamente baixa.