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概述
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了解TSN
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推动TSN发展
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TSN解决方案
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TSN资源
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常见问答
近年来，机器智能和机器人技术取得了惊人的进步，推动了自动化，特别是工业自动化和汽车控制的进步。
了解自动化网络如何变化
TSN通过提供高带宽和可靠、可信赖的实时通信，为现代工业自动化网络带来诸多好处。
为何选择TSN
TSN 可用于各种应用，不仅因为其技术优势，还因为其总体拥有成本 (TCO) 较低。 您可能需要用 TSN 交换机替换现有交换机的额外成本，但这通常比复制网络和维护额外网络的成本更低。
在自动化网络中，TSN 能够将众多小型、不相连的网络融合成一个统一的网络结构。 这个新网络可以满足更大规模实时通信的需求，同时为后台数据提供更多的传输带宽。 看看一些展示网络融合在不同市场中的好处的用例。
体验我们具有TSN功能的产品组合
Belden 致力于推进 TSN 技术并提供具有最高质量标准的工业以太网交换机。 探索我们不断扩展的 TSN 功能设备和软件解决方案组合，确保可靠的独立于供应商的通信。
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Din轨道交换机
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IP67 开关
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软件
Hirschmann 管理型快速/千兆以太网交换机–RSPE 可扩展
- 面向未来的设计和最佳的投资保护 - 得益于媒体模块提供的最大灵活性
- 得益于完全无中断的数据通信，系统和机器的生产力最大化 -
- 面向未来的互操作性 ——基于国际 IEC62439 标准的内置 PRP 和 HSR
- 经济高效的解决方案 ——易于添加的媒体模块和 PoE/PoE+ 端口，为终端设备提供经济高效的电源
Hirschmann下一代小巧型快速/千兆以太网交换机 - BOBCAT
- 高级安全性 - 包括线速访问列表和自动拒绝服务攻击防护
- 数据精准传输——通过TSN技术同时支持网络上的多种服务
- 为未来增长做好准备 - 增加带宽和速度能力
- 增加正常运行时间 - 广泛支持冗余机制，如MRP、HSR和PRP
- 配置完美契合 - 交换机支持 4 至 28 个端口，具有第 2 层和第 3 层功能
Hirschmann 管理型快速/千兆以太网 IP67 交换机和路由器 - OCTOPUS
- 坚固紧凑的外壳 – 确保在机械应力、湿度、污垢、灰尘、冲击、振动、高温和低温方面达到最高的工业防护等级 (IP67/IP65)
- 扩展功能范围 – 交换机提供 8 至 28 个端口，快速以太网和千兆以太网型号，配备用于双绞线电缆或光纤端口的抗振连接器
- 降低布线成本 – 交换机可以根据需要进行级联 – 允许实施到各个设备的短路径分散式网络
- 最佳符合标准 – 确保最大程度的长期可行性，这意味着系统可以在必要时以经济高效的方式进行扩展
赫希曼经营 系统 - HiOS
- 安全性 - 构建安全网络基础的全面功能
- 冗余 - 匹配工业网络拓扑的多种技术，包括 MRP、MSTP、PRP、HSR、DLR和VRRP
- 面向未来 - 定期软件更新，加上品牌无关的内置OPC UA服务器，以桥接各级自动化之间的通信
- 实时通信 - 免费、嵌入式且易于配置的TSN功能，无需特殊硬件、软件或知识
- IT/OT 融合 - 办公和工业管理协议，促进 IT 和 OT 网络的整合
Hirschmann Industrial HiVision网络管理软件
Hirschmann Industrial HiVision
- 可操作 – 通过网络仪表板即时查看关键绩效指标，从而及时采取补救措施，提高正常运行时间和安全性
- 节省时间 – 使用 MultiConfig 轻松识别、映射和配置所有网络基础设施，包括任何制造商的支持 SNMP 的设备，即使在实时运行期间也是如此
- 性能保证 – 下载免费版软件，无限使用，在购买前体验其优势
工业自动化的转变
工业自动化市场受到从工业 3.0 到工业 4.0 的转型驱动。或智能工厂，是工业物联网 (IIoT) 的一部分。 这种转变通常表现为从自动化金字塔到自动化支柱的转变。
几十年来，各行各业一直遵循金字塔模型，严格区分从工厂车间（现场层）到顶层管理系统的职能层级。 实时数据通信通常发生在传感器和执行器所在的现场层，以及现场层和控制器层之间。
IIoT（工业 4.0）生产环境中的自动化支柱仍然在工厂车间具有现场级，但现场级的传感器总数大大增加，以便对制造功能进行更严格的分析和控制。
在自动化支柱中，控制器级别消失了。 一些控制功能作为分布式控制单元转移到现场级，用于极其快速和可靠的反应，例如安全功能。 其他控制单元作为集中控制单元进入管理层（工厂骨干）（“虚拟 PLC”）。
托管在本地自动化云中的虚拟控制功能或虚拟可编程逻辑控制器 (PLC) 通过连接层直接与生产过程交互。 PLC 的虚拟化提供了最大的灵活性；它们可以添加和删除，并且计算能力可以分配到任何需要的地方。’最需要的。 工厂骨干中的应用’甚至不需要在物理上靠近现场级应用程序。 它们可以位于任何地方：IT 部门，甚至是远离工厂的数据中心，具体取决于应用程序允许的最大端到端延迟（延迟）。 控制过程的灵活性转化为生产过程的灵活性。
现场层和工厂主干网之间有一个连接层。 现场层和连接层都需要高速、低延迟的网络性能。 此外，连接层承载低优先级背景流量，但不能减慢时间关键流量的速度。 这就是 TSN 发挥作用的地方。
图：从自动化金字塔到自动化支柱的转变。
认识到IIoT环境中对TSN的需求
自动化支柱中的连接层可以被视为工厂主干和现场层之间的信息高速公路。 流量由关键任务数据和不太紧急的数据组成。 连接层需要将所有流量送到它需要的地方’一切顺利，但关键任务数据很紧急；它需要准时到达目的地。 在构建承载紧急和非紧急流量的网络时，您有四种选择：
- 使用TSN，它可以让紧急和非紧急数据共享网络连接，同时防止非紧急的流量阻碍相对更紧急的流量的流动。
- 为不同的应用程序构建单独的网络 — 一个高成本的选择。
- 大规模扩大网络基础设施，这是一种广泛使用但极其昂贵的方法，称为带宽过度配置。
- 忍受关键任务数据的流量延迟，这通常不会’一个可行的选择。
在这四个选项中，显然第一个选项是 — 使用 TSN。
时效性网络 – 关键任务网络的新发展
在高度自动化的系统中，实时通信至关重要，有时甚至至关重要。 想象一下，一辆自动驾驶汽车在遇到行人时犹豫着刹车，或者装配线上的机器人收到来自计算机的延迟指令，’同步他们的动作。
包括EtherCAT、PROFINET IRT和Sercos III在内的多种实时通信技术用于确保及时通信，但它们存在兼容性问题，并且对未来增强功能（如增加带宽）的支持有限（如有）。
时间敏感网络克服了这些限制，提供以下三个要素：
- 可靠的实时通信
- 高带宽以适应流经自动化网络的大量传感器和后台数据
- 向后兼容以太网设备
TSN面向未来的以太网网络
TSN 将 IEEE* 802 以太网提升到新的水平，以满足当今和未来自动化网络的需求。 TSN 提供了前所未有的低端到端延迟，以及具有极低抖动的帧传输精度，超越了标准化 IEEE 802.1 技术所能达到的任何水平。 IEEE 802.1 和 IEEE 802.3 的标准化确保了不同供应商之间的互操作性、广阔的市场范围、未来以太网速度提升的可扩展性和投资安全性。
* 电气电子工程师协会
自 2018 年 11 月 OPC 基金会成立现场级通信（FLC）倡议以来，情况已经明确：OPC UA 和 IEEE TSN 的技术组合作为一种与供应商无关的通信技术，不仅在纸面上得到了广泛的支持，而且在技术实施中也得到了广泛的支持。 Belden 从一开始就支持这一发展。
- Belden是TSN工业以太网的先驱，并不断重新完善该技术的极限。
- 百通表现出色 时间同步。 Hirschmann 开关适用于需要精确计时的最苛刻的应用。
- 百通 网络管理软件解决方案支持现代物联网网络的配置和运行。
TSN的适用范围
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TSN资源
TSN代表什么？
TSN（时间敏感网络）是一组标准，支持通过标准以太网进行确定性消息传递。 根据电气电子工程师协会 (IEEE) 的定义，TSN 涉及一种网络流量管理形式，以确保端到端传输延迟的不可协商的时间框架。
延迟和抖动有什么区别？
延迟= 数据从A点传输到B点所用的时间
抖动= 延迟的任何变化
例如，假设您必须在特定时间赴约。 您上网查找路线，发现需要开车 30 分钟才能到达那里。 您在智能手机的 GPS 应用程序中输入目的地，它会给出相同的估计时间：30 分钟。 事实上，您以前曾开车去过那里，而且每次都花 30 分钟。 这就是延迟。
在预约时间前三十分钟，您跳上车，开始开车前往预约地点。 十分钟后，您被困在交通中。 你不知道延迟会持续多久。 这就是抖动。
什么是OPC？
OPC 是工业自动化领域和其他行业中安全可靠地交换数据的互操作性标准。 它独立于平台，并确保来自多个供应商的设备之间的信息无缝流动。 OPC 基金会负责该标准的开发和维护。
OPC 标准是由行业供应商、最终用户和软件开发商开发的一系列规范。 这些规范定义了客户端和服务器之间以及服务器和服务器之间的接口，包括访问实时数据、监控警报和事件、访问历史数据和其他应用程序。
OPC和OPC UA有什么区别？
OPC 统一架构 (UA) 于 2008 年发布，是一个独立于平台的面向服务架构，它将各个 OPC Classic 规范的所有功能集成到一个可扩展的框架中。
这种多层方法实现了最初的设计规范目标：
- 功能等同性：所有的COM OPC Classic规范都映射到UA上
- 平台独立性：从嵌入式微控制器到基于云的基础设施
- 安全性：加密、认证和审计
- 可扩展性：能够在不影响现有应用程序的情况下添加新功能
- 综合信息建模：用于定义复杂信息
转换到OPC UA over TSN的主要优势是什么？
通过结合使用 OPC UA 和 TSN 等开放标准技术，工业自动化市场可以避免现场总线提供商简单地在 TSN 之上添加新的专有技术层的危险。 OPC UA over TSN 满足了工业应用的所有严格要求，同时提供了企业 IT 所熟知的所有灵活性和互操作性：
- 完全开放、标准和可互操作的通信
- 关键消息的精确时间和保证传递
- 关键流量和非关键流量汇聚在一个对用户透明的网络上
- 基于应用需求的自动化和动态网络配置
- 无处不在，无需网关即可从传感器连接到云端
- 向后和向前兼容，集成现有以太网设备