TSN - Time-Sensitive Networking
Wolfgang Schulte
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Wolfgang Schulte, TSN - Time-Sensitive Networking (2019), VDE Verlag, Berlin, ISBN: 9783800750795
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Description / Abstract
Time-Sensitive Networking (TSN) bezeichnet eine Reihe von Standards, an denen die Time-Sensitive Networking Task Group (IEEE 802.1) arbeitet. Die sich im Prozess der Standardisierung befindlichen Standards definieren Mechanismen zur Übertragung von Daten über Ethernet-Netze. Ein Großteil der Projekte befasst sich dabei mit Erweiterungen des Bridging-Standards IEEE 802.1Q. Diese Erweiterungen adressieren vor allem die Übertragung mit sehr geringer Übertragungslatenz und hoher Verfügbarkeit.
Mögliche Anwendungsbereiche sind insbesondere Echtzeit-Kontrollstreams, die z. B. in Industrieanlagen zur Steuerung, im Automobil oder in modernen Flugzeugen verwendet werden, sowie konvergente Netze mit Echtzeit-Audio/Video-Streams.
TSN findet heute vor allem im Zusammenhang von Industrie 4.0 viel Beachtung und wird allgemein als die Möglichkeit zur besseren Integration der OT-Netze in die IT-Netze der Unternehmen angesehen. Durch die Weiterentwicklung von Ethernet in der IEEE 802.1 können zukünftig Geräte mit Standard-Ethernet-Controllern entwickelt werden, die dennoch allen Anforderungen an die Robustheit und Deterministik der industriellen Automatisierung gerecht werden. Da TSN lediglich einen Layer 2 für die Kommunikation definiert, ist PROFINET als Applikationsprotokoll dafür prädestiniert, TSN nahtlos zu integrieren, damit Steuerungen und Feldgeräte miteinander kommunizieren und Daten austauschen können. Eine wesentliche Erkenntnis der bisherigen Arbeiten ist aber auch, dass die Konfiguration der TSN-Netzparameter zu den entscheidenden Kriterien über den Erfolg und die Akzeptanz bei den Anwendern zählen wird. Nur mittels eines Plug-and-work-Ansatzes, der ein umfangreiches Einstellen überflüssig macht, wird sich TSN einfach in Anlagen integrieren lassen.
Mögliche Anwendungsbereiche sind insbesondere Echtzeit-Kontrollstreams, die z. B. in Industrieanlagen zur Steuerung, im Automobil oder in modernen Flugzeugen verwendet werden, sowie konvergente Netze mit Echtzeit-Audio/Video-Streams.
TSN findet heute vor allem im Zusammenhang von Industrie 4.0 viel Beachtung und wird allgemein als die Möglichkeit zur besseren Integration der OT-Netze in die IT-Netze der Unternehmen angesehen. Durch die Weiterentwicklung von Ethernet in der IEEE 802.1 können zukünftig Geräte mit Standard-Ethernet-Controllern entwickelt werden, die dennoch allen Anforderungen an die Robustheit und Deterministik der industriellen Automatisierung gerecht werden. Da TSN lediglich einen Layer 2 für die Kommunikation definiert, ist PROFINET als Applikationsprotokoll dafür prädestiniert, TSN nahtlos zu integrieren, damit Steuerungen und Feldgeräte miteinander kommunizieren und Daten austauschen können. Eine wesentliche Erkenntnis der bisherigen Arbeiten ist aber auch, dass die Konfiguration der TSN-Netzparameter zu den entscheidenden Kriterien über den Erfolg und die Akzeptanz bei den Anwendern zählen wird. Nur mittels eines Plug-and-work-Ansatzes, der ein umfangreiches Einstellen überflüssig macht, wird sich TSN einfach in Anlagen integrieren lassen.
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Table of content
- TSN – Time-Sensitive Networking
- Ihre Meinung zählt!
- Impressum
- Vorwort
- Inhalt
- 1 GRUNDLAGEN LOKALE NETZE UND BUSSE
- 1.1 Ethernet Einführung
- 1.2 Ethernet – CSMA/CD
- 1.3 Full duplex Ethernet
- 1.4 Virtuelles LAN (VLAN
- 2 GRUNDLAGEN BUSSYSTEME
- 2.1 Einführung Feldbussysteme
- 2.2 ISO 17458 Part 1-5: Road vehicles – FlexRay communications system
- 2.3 ISO 11898 Part 1-6: Road Vehicles – Controller Area Network (CAN
- 3 ANFORDERUNGEN AN EIN TSN
- 3.1 Allgemeine Kriterien für ein TSN
- 3.2 Zeitkriterien für ein TSN
- 3.3 Traffic-Shaping – Verkehrsformung
- 4 ZEITSENSITIVE NETZE
- 4.1 Einführung TSN
- 4.2 IEEE 802.1BA – Audio Video Bridging (AVB)
- 4.3 IEEE 802.1AS Timing and Synchronization for Time-Sensitive Applications in Bridged Local Area Networks
- 4.4 Traffic Shaping durch IEEE-Protokolle
- 5 IETF DETERMINISTISCHE NETWORKING (DETNET) ARCHITEKTUR
- 6 TSN-ANWENDUNGEN
- 6.1 Ethernet TSN im Auto
- 6.2 Ethernet TSN in der industriellen Automation
- 6.2.1 IEC/IEEE 60802 – Time-Sensitive Networking Profile for Industrial Automation (TSN-IA)
- 6.2.2 Service Requirements für 5G
- 6.2.3 Open Platform Communications (OPC)
- 6.3 TSN und Software-defined Networking (SDN)
- 6.4 IoT und TSN
- 6.5 Fog Computing
- 7 WIRELESS TSN
- 7.1 IEEE 802.11 WLAN
- 7.2 IEEE 802.1CM – Time-Sensitive Networking for Fronthaul
- 7.3 3GPP-Anforderungen für TSN in 5G
- 8 STANDARDISIERUNGSORGANISATIONEN
- 8.1 Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
- 8.2 European Telekommunications Standards Institute (ETSI)
- 8.3 Internet Engineering Task Force (IETF)
- 8.4 International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector (ITU-T)
- 8.5 International 3rd Generation Partnership Project (3GPP)
- 8.6 Common Public Radio Interface (CPRI)
- 8.7 AVNU Alliance
- 9 ZUSAMMENFASSUNG
- AKRONYME
- GLOSSAR
- QUELLEN UND LITERATUR
- STICHWORTVERZEICHNIS
- Zum Autor