時間に敏感なネットワーキングはイーサネットアプリケーションをサポートしています

生産プロセスのデジタル化を進めるには、産業用コミュニケーションにおけるオープン性、堅牢性、決定論性、および柔軟性がますます必要になります。 Time Sensitive Networking（TSN）は、イーサネットアプリケーションで情報技術（IT）ネットワークと運用技術（OT）ネットワークを分離する必要をなくし、今日の産業用自動化システムに同期と正確なタイミングへのアプローチを提供します。

産業市場の要件をサポートするために、Microchipは産業用自動化ネットワーク用のイーサネットスイッチの新しいファミリであるSparX-5iを発表しました。埋め込まれたインタビューで、 Microchipの製品マーケティングマネージャーであるAndyEbertは、信頼できる標準ベースのリアルタイム通信でTSNの目標にどのように対処するか、そしてこれがイーサネットの未来になるかを強調しました。

「 現在、工場には別々のITネットワークとOTネットワークがあります。 TSNを使用すると、これらのネットワークを組み合わせることができます。 TSN with Ethernetは、互換性の問題があり、相互接続されるデバイスが増えるにつれて必要とされるより高い帯域幅に拡張されない現在の方法とは対照的に、ファクトリオートメーションネットワークで必要なリアルタイム通信を処理する標準的な方法を提供します。エバート。

タイムセンシティブネットワーキング（TSN）

工場や工場がデジタルトランスフォーメーションのパラダイムを採用するスピードにより、今日、データがソースから管理システム、フィールドからクラウドに移動するときにデータをサポートできる、高性能で相互運用可能なネットワークを開発する必要があります。

接続の手段としてイーサネットを使用したい産業用プロトコルは、産業用トラフィックのさまざまな優先順位を正確に管理できる必要があり、これは現状のイーサネット標準では保証できません。 「次の課題は、産業用自動化ネットワークで相互接続されたスマートデバイスの数の増加に対応できるかどうかです」とEbert氏は述べています。

リアルタイム機能を備えたシステムを実装することで、企業はプロセスをさらに改善して、コストを削減しながら品質と生産性を向上させることができます。これらの利点を提供するテクノロジーは、Timesensitive Networking（TSN）プロトコルです。

TSNは、産業用イーサネットの拡張機能であり、正確な時刻同期とトラフィックスケジューリングを通じて決定論的通信をサポートします。これらのメカニズムは、必要なレベルの透明性を提供するために必要な収束の基盤を形成します。

イーサネットスイッチ

産業用自動化システムでの正確なタイミングと同期の要求に伴い、マルチチップ独自のソリューションの使用が必要になることが多く、開発者の複雑さとコストの両方が増大しています。

開発者を支援するために、MicrochipはSparX-5iを発表しました。これは、業界で最も完全なTSN機能セットを提供するシングルチップIEEE標準ベースのイーサネットスイッチファミリです。 SparX-5iファミリは、時間同期用のIEEE1588v2およびIEEE802.1AS-REVプロファイル、トラフィックシェーピング用のIEEE 802.1Qbv、遅延削減用のIEEE 802.1Qbu / 802.3br、ストリームポリシング用のIEEE802.1Qciなどの主要なTSNIEEE標準をサポートします。シームレスな冗長性のためのIEEE802.1CB。さらに、このファミリは、最大200Gの帯域幅を備えた標準のL2 / L3イーサネットをサポートし、市場で入手可能な最も柔軟な接続ソリューションのために100M、1G、2.5G、5G、10G、および25GbEインターフェイスを組み込んでいます。

TSNは、自動車および機械工学業界であろうと食品および飲料業界であろうと、帯域幅の予約、サービス品質（QoS）メカニズム、低遅延、複数のプロトコルの並列送信など、工業製造業に決定的な利点を提供します。イーサネットの場合のように、リアルタイムで、標準に対する独自の拡張機能はありません。 TSNプロトコルは、同じ接続を共有するさまざまなクラスのトラフィックを導入し、時間の経過とともに決定論的な特性を持つフロー用にリソースを予約し、次の5Gモバイル通信などの複数の通信規格をサポートする共通ネットワークを可能にします。

5Gを超えるTSN

産業分野における他の大きなニュースは、5Gの出現です。ワイヤレス通信ソリューションは、リアルタイムアプリケーションが決定論的で信頼性の高いネットワークパフォーマンスを要求する製造業の世界でも、初めてリファレンスソリューションになるために必要なものを備えています。

「最新の5G規格は低遅延通信をサポートしており、モバイルネットワークを介したTSNを可能にします。モバイルデバイスはセルサイトからセルサイトに移動するため、TSNを5Gで機能させることは困難です。これにより、接続が中断され、遅延と信頼性に影響が及ぶ可能性があります。ローカルのプライベート5Gネットワ​​ーク（工場フロアなど）は、TSNプロトコルの恩恵を受ける可能性があります」とEbert氏は述べています。

したがって、近い将来、5GとTSNは、主要な接続要件が満たされる将来の工場フロアの実装で共存する可能性があります。柔軟性のための5Gと、非常に低い遅延のためのTSNです。