TSN 包含多个独立的标准,这些标准属于OSI 通信的第 2 层。这意味着使用 TSN,用户接口将保持不变。 测试床 LNI4.0(Labs Network Industrie 4.0,工业4.0网络实验室)建设了TSN测试床正在对TSN进行测试。 有关 TSN 的常见问题 未来TSN会替代PROFINET吗? 独自的TSN的永远不会取代PROFINET,因为TSN其本质是通信协议可以基于其运行的一些基础技术。 TSN 是否需要特殊的以太网处理器,或者当前标准以太网组件也可运行? TSN 需要“支持 TSN”的硬件模块;当前安装的以太网模块通常无法通过软件扩展到TSN。 TSN 赋能 PROFINET 和 OPC UA TSN对现有IEEE 标准的影响仅限于 OSI 通信第 2层。TSN 不是通信协议;而是一项基本技术。
今日武汉利又德的小编为大家信誓旦旦绍TSN协议以及TSN历史与现状。 TSN 时间敏感网络(缘起:TSN历史与现状) TSN历史 TSN是一项从音视频领域延伸至工业、汽车、移动通信领域的技术,最初来源于音视频领域的应用需求,当时该技术被称为AVB,由于针对音视频网络需要较高的带宽和最大限度的实时 后记 TSN已不再只是一个理想化项目,而是已成为被行业组织认证的广泛使用的标准。从2019年年初的汉诺威工博会可略见TSN对于工业领域的重要性。 TSN(Time-Sensitive Networking)协议导读 TSN是一套协议标准,以保证确定性信息在标准以太网的不同场景下的顺利传输。 TSN协议族包含了定时与同步、延时、可靠性、资源管理这四个类别的子协议,我们借用下图来简要叙述TSN各个子协议的作用和功能。
本文主要对比 video-level 动作识别的经典方法TSN,及其拓展变形版本的TRN和ECO。 Temporal Segment Network[1], ECCV2016 TSN提出的背景是当时业界做动作识别都是用 Two-stream CNN 和 C3D 比较多,它们都有个通病,就是需要密集采样视频帧 本文是在TSN框架上,提出用于video-level的实时时间关系推理框架。 文中给出了几个非常有趣的实验结果: 1.如下图所示,在不同的数据集, TRN和TSN的性能差异很大。这说明什么问题呢? 完整的ECO框架就是在 ECO-Lite 的基础上,再接一个类似 TSN 的average pooling 的 2D 分支,最后再将两个分支特征进行融合及分类: 在Something-something
TSN主要应用于汽车控制、工业控制、智能电网、5G等领域。 图1:TSN协议层次 TSN是符合IEEE802.1Q标准的VLAN,在标准的以太帧中插入4个字节长度的VLAN tag。 图2:TSN帧结构 TSN VLAN tag各字段的含义如下: 1)Tag Protocol Indentifier:16bit长度,标签协议识别,标识TSN网络,数值为0X8100。 TSN协议栈 图3:TSN的协议组件 TSN协议栈包括五大类组件:时钟同步组件、可靠性组件、时延控制组件、资源管理组件。 (1)时间同步组件 TSN中,所有的任务都是基于基准时间的,精准的时钟同步是TSN工作的基础。TSN采用IEEE802.1AS和IEEE802.1AS-REV实现时间同步。 TSN的应用 通过对TSN协议栈中不同协议组件的有机组合,构建TSN不同的应用领域。 (1)TSN在音视频通信上的应用 音视频通信是TSN领域的基础性应用。
TSN时间敏感网络 TSN网络即是time-sensitive network,中文通常称为时效性网络或者时间敏感网络,TSN 是二层技术。IEEE 802.1Q 标准在 OSI 第二层工作。 TSN 是以太网标准,而不是IP协议标准。TSN 网桥做出的转发决定基于以太网报头内容,而不是 IP 地址。以太网帧的有效载荷可以是任何内容,不限于IP协议。 它实际上是基于IEEE 802.1的框架制定的一套满足特殊需求的“子标准”,与其说TSN是一项新技术,不如说它是对现有网络技术以太网的改进,TSN 在以太网的基础上加入时钟同步、流量调度和网络配置等关键技术 TSN时间敏感网络关键特性 时间同步 TSN 的流量调度是基于时隙的,因此时钟同步是TSN 的基础。TSN 使用的是精确时间协议,是保证所有网络设备的时钟一致,而不需要与自然界的时钟保持同步。 流抢占改变了低优先级流的调度顺序,保证了高优先级流的及时转发,是流调度的一种特殊形式和TSN关键技术之一。
白皮书概述了所有的TSN标准、优点和特点,并描述了TTTech和英特尔今天可用的产品如何可用于开发优化的TSN设备和系统。 ? TSN将重塑工业通信格局,为IT和工业运营技术的融合奠定基础。 由于TSN由一组IEEE 802.1标准扩展组成,因此FPGA固有的可重配置特性在实现TSN时也提供了重要的优势。 TSN的好处 IEEE标准 TSN的压倒性优势是它作为一种开放的标准技术的地位,它不隶属于任何组织或公司。 当新TSN标准被添加或标准被改变时,英特尔FPGA可以快速地重新配置以确保设备中支持最新的TSN功能,并且终端用户最大程度地受益于TSN特性。 图3 TTTEch TSN产品的系统级设计(2019及以后可用) TSN定制 FPGA定制 DEIP解决方案边缘使您能够定制TSN和其他开关特征,以创建优化的FPGA集成。
目前国内在TSN方面的素材还是比较少,但是,TSN技术却正在成为热点—然而,TSN究竟对于自动化厂商、OEM厂商、终端用户、IT厂商意味着什么? 有一些人对TSN尚未了结,也有一些质疑的声音,作为对TSN技术观察已经长达3年多的0.1个专家,我觉得有必要从并非仅仅产品技术角度去剖析,以获得更深入的关注和了结。 图2是TSN的标准制定进程。 ? 表1-TSN应对各种数据需求 ? 图4-在汽车领域TSN被接受并由芯片厂商提供了TSN芯片组 TSN不同于传统各家厂商所开发的标准,隔离为不同的阵营,而今天,在工业互联、智能制造的发展背景下,必须是OICT各方融合的过程,不是OT端的企业内部划分阵营的合作
TSN中还定义了802.1AS-Rev来增加对容错和多个主时钟源的支持。 802.1Qbv定义了控制TSN交换机出口处发送队列的阀门开关的机制。 这意味着通过每个交换机的延迟是确定的,通过TSN网络的消息延迟可以得到保证。 ? CUC制定用户周期性时间相关的需求并传输过程数据到CNC,CNC计算TSN配置以满足需求。 ? TSN消除了传统以太网由于交通拥堵导致的不确定性,对于具有关键时间约束的应用TSN是必不可少的。目前TSN的发展已经可以满足汽车对可预测延迟和保证带宽不断增长的需求。
,拥有较为齐全的产品体系,一直重点投入TSN产品的开发,同时积极推进TSN相关应用解决方案的落地,目前已正式发布了两款TSN交换机ICS5400TSN和IES6300TSN系列。 紫金山实验室TSN控制器 国防科技大学 TSN交换机 千兆TSN交换机板卡:板卡采用FPGA+CPU架构设计。TSN数据转发逻辑由FPGA实现,转发控制逻辑可由CPU实现。板卡包含8个千兆以太网电口。 该TSN控制器包含通用基础库和功能模块两大部分,所实现的功能模块主要包括TSN网络初始化、TSN硬件基础配置、TSN流量规划配置和网络状态检测等。通用基础库主要实现南北向通信接口等基本功能。 TSN网络测试仪 云维智联 24端口TSN交换机 TSN-SW1U24P系列交换机是一款基于时间敏感以太网标准的交换机。 支持以下TSN协议: IEEE 802.1AS IEEE 802.1Qbv IEEE 802.1Qbu,IEEE 802.3br TSN核心子卡 TSN核心子卡可为主机提供TSN网络通信功能,其结构紧凑
2.TSN-同一网络的意义 而TSN是另一个问题,即,连接并非发生在OT的世界内部,而是要与IT的系统连接,这个时候就会出现周期性、非周期性数据同一网络传输的需求,通过严格优先级+各种整形器(Shaper )的设计,TSN可以用于解决这个问题。 图1-OPC UA pub/Sub机制与TSN整体运行机制 如果通过OPC UA over TSN的连接后,它将如何给我们改变呢? OPC UA over TSN带来的生态系统改变 IT对OT的访问便利性 对于IT的企业而言,这是一个突破边界的快速办法,因为如果不借助于OPC UA over TSN,意味着大量的软件编程与测试用于驱动程序 图7-主流的OICT厂商均支持OPC UA over TSN 没有人能够做所有的事情,也没有一家公司能够覆盖所有的场景,而合作必须基于“共同的语言”,而OPC UA over TSN就扮演了这样的角色,
在自动化领域日益混杂的时代,越来越多自动化人迷失了自己的方向,因为有太多新技术和新词汇涌入我们的大脑,让本来不堪重负的工控人更是雪上加霜。很多工控人忙着学习大数据,各种流行的编程语言,眼花缭乱的数据库和web前端技术,但其实在OT领域还有很多技术点,大家都还没有掌握和了解,今天我们将抛砖引玉揭开其中一些OT领域黑洞。
来源:开源TSN系统设计 6月15日,2022确定性网络技术与应用创新峰会盛大开幕,本届大会由“科创中国”未来网络专业科技服务团指导,江苏省未来网络创新研究院、南京未来网络产业创新有限公司主办,SDNLAB 在时延敏感网络技术创新与产业应用分论坛上,国防科技大学计算机学院研究员孙志刚分享了《TSN芯片的敏捷开发方法及实践》主题演讲。 下面是本次演讲的PPT,供大家参考。
除了时间触发以太网(TTE,强实时)以外,时间敏感网络(TSN)也是目前车载控制系统的一个选择。 2012年,AVB任务组在其章程中扩大了时间确定性以太网的应用需求和适用范围,并同时将任务组名称改为现在的TSN任务组。 关于车载以太网TSN的更详细的介绍,请参看文章“简析车载以太网TSN标准”。 ? 国内包括华为在内的网络公司都纷纷开展TSN等方面的研究,不断的寻求能否找到TSN标准设立初期所提到的能够达到万物互联的基本条件:通用的接口标准,希冀通过标准来实现不同厂家做出来的设备都能无缝的接入网络中 希望在5G和TSN的万物互联时代,这种局面能有所改变。我们一起加油!
本次分享首先介绍了时间敏感网络(TSN)的基本原理,以及面向多样化应用场景的TSN系统定制需求。 然后以OpenTSN项目组提出的“枫林一号(FengLin-I)”为例,对开源TSN芯片不断发展变化的内涵进行分析讨论,并从场景驱动的TSN定制流程入手,分析了开源TSN芯片的应用对相关生态的需求。 最后孙老师介绍了近期OpenTSN项目组围绕“枫林一号”生态建设开展的相关工作,包括OpenPlanner(TSN离线规划器),OpenEmulator(TSN网络仿真器)和OpenSync(软件定义的时间同步
本次利又德的小编分享的内容有点多哦,主要有两部分:传统以太网和时间敏感网络TSN的区别,时间敏网络TSN一帧抢占技术。 TSN和 AVB 很多人听说过AVB,但对于TSN却有些陌生。 实际上,IEEE 802.1任务组在2012年11月的时候正式将AVB更名为TSN – Time Sensitive Network时间敏感网络。也就是说,AVB只是TSN中的一个应用。 TSN时间片与保护带技术 基于IEEE802.1AS标准建立全局精确时钟同步。 当发生帧抢占时,为了保证切片帧首帧和切片帧中间帧的准确性,TSN交换机需要给切片帧添加一个校验字段。为了区别于原数据帧的FCS校验码,新添字段称作mCRC。
5G和TSN的技术需求。 TSN控制平面架构: TSN的802.1Qcc协议讨论了TSN控制平面的架构,有全分布式、分布式用户管理和集中式网络控制、全集中式三种方案,如下图所示,当前主要采用第3种全集中式的架构,CUC是中心化用户配置 TSSDN实现的三大步骤为:实现适配的南向接口,实现TSN控制功能,实现可编程TSN应用。 实现TSN控制功能 接下来是本文的重头戏,贴一张图片总结一下TSN中最主要的几个协议和功能。 实现可编程TSN应用 可编程TSN应用目前还很少,TSN大多还处在硬件demo或协议仿真阶段。
通过搜索引擎查询“TSN Devices、TSN Architecture、TSN Solutions、TSN Products”,出现频率较高的一些关键字是: Industry 4.0 IoT Automation OPC UA over TSN TSN for Automotive 5G and TSN 总体来看,涉及到以下几个领域: (1)视频/音频传输 这里不过多描述了,TSN的前身AVB就是专门为音视频传输而生的 TSN目前进展如何,有哪些应用实践? (1)TSN的发展史 ? TSN相关功能及对应标准的发布时间线 TSN包含了早期一系列成熟的标准,同时也正在逐步完善一些机制。 阶段3 TSN工作组 2012年 AVB重命名为TSN,成立了TSN工作组,扩展了时钟同步、流量调度、网络配置系列标准族。 TSN是最佳的选择吗? 先抛出一个疑问,在TSN之前,工业领域有实时性的协议吗?
连接和工业物联网 为什么OPC UA over TSN是必需的? OPC UA over TSN得到了所有主要的自动化供应商的支持。 谁负责OPC UA over TSN的标准化? OPC UA本身由OPC基金会开发和制定标准。TSN标准由IEEE 802.1工作组负责。 TSN还使网络融合成为可能,允许同一网络同时管理非确定性IT通信和确定性OT通信,例如机器控制和安全。未来,TSN标准将成为主流以太网芯片的标准特性。 TSN和非TSN OPC UA或普通IP设备可以在同一网络中使用吗? 可以,因为TSN是由标准以太网演变而来。TSN只是增强了标准以太网的实时性,因此可以在同一网络中存在标准以太网设备和TSN设备。 标准以太网设备不需要任何接口或网关即可连接到TSN网络。但是,只有具有TSN功能的设备才能进行实时通信。 ? TSN与现有现场总线相结合 ?
2012年,IEEE TSN工作组成立,专门负责TSN标准的制定。 TSN的技术趋于成熟,行业应用初见雏形。 TSN 交换机,分别是TSN-G5004和TSN-G5008系列,将TSN真正的落地应用又推进了一步。 fido5200 TSN评估套件 ADI推出了TSN评估套件AN-1482,通过该套件可以将现有以太网设备连接到 TSN 网络,利用该套件组网,连接端设备,可以进行TSN网络评估演示等。 Slate TSN解决方案 Slate是一个确定性的网络平台,提供全面的TSN解决方案。TSN设备解决方案使用户能够快速地将TSN特性集成到FPGAs和ASICs中。 TSN设备软件产品为TSN实现提供了扩展功能。TSN网络软件使规划和动态配置TSN网络成为可能。
前言 上一个主题我们介绍了TSN的发展历史和协议族现状,它为建立统一的确定性网络传输基础设施提供了有力保障。 TSN是一套协议标准,以保证确定性信息在标准以太网的不同场景下的顺利传输。 TSN协议族包含了定时与同步、延时、可靠性、资源管理这四个类别的子协议,我们借用下图来简要叙述TSN各个子协议的作用和功能。 TSN不仅要保证时间敏感据流的到达,同时也要保证这些数据流的低时延传输。 资源管理 在TSN网络中,每一种实时应用都有特定的网络性能需求。 使能TSN网络的某个特性是对可用的网络资源进行配置和管理的过程,其允许在同一网络中通过配置一系列TSN子协议,来合理分配网络路径上的资源,以确保它们能够按照预期正常运行。