不斷改進(jìn)制造工藝、提高競(jìng)爭(zhēng)力的需求，正在推動(dòng)工業(yè)通信的進(jìn)步。以太網(wǎng)發(fā)展迅速，已成為工業(yè)系統(tǒng)的一種默認(rèn)配置。雖然發(fā)展較慢的自動(dòng)化市場(chǎng)仍在以10或100Mb的速度運(yùn)行，但信息技術(shù)(IT)領(lǐng)域正受益于1到10Gb的網(wǎng)絡(luò)。一些工業(yè)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開始支持1Gb。增加帶寬雖然可以處理更多流量，但在要求可靠性為100%的領(lǐng)域，這對(duì)提高可靠性幾乎沒有什么幫助。

　　如今，用戶可以通過首先了解哪些產(chǎn)品將使用網(wǎng)絡(luò)，然后協(xié)調(diào)他們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求，再將以太網(wǎng)的可靠性設(shè)計(jì)到應(yīng)用中。一般來說，對(duì)封閉網(wǎng)絡(luò)的需求會(huì)限制其對(duì)數(shù)據(jù)的訪問，同時(shí)也限制了持續(xù)改進(jìn)和進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的機(jī)會(huì)。

　　制造企業(yè)一直在尋求提高性能、節(jié)約成本和消除停機(jī)時(shí)間的解決方案。從商業(yè)網(wǎng)絡(luò)(IT)接入到工業(yè)網(wǎng)絡(luò)(運(yùn)營(yíng)技術(shù)(OT)網(wǎng)絡(luò))，有助于實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，但如何實(shí)現(xiàn)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

　　實(shí)現(xiàn)更好地IT/OT通信

　　改進(jìn)以太網(wǎng)技術(shù)可以更好地協(xié)調(diào)OT和IT通信。以太網(wǎng)依賴于識(shí)別通信中的沖突，在等待一段時(shí)間后覆蓋的過程。雖然這對(duì)于通用IT網(wǎng)絡(luò)來說很好，但對(duì)于OT網(wǎng)絡(luò)來說并不是最佳方案。

　　流量信息的大小也會(huì)帶來挑戰(zhàn)，必須小心確保設(shè)備在任何時(shí)候都不會(huì)消耗過多的帶寬。雖然可以采取措施來改善網(wǎng)絡(luò)上所有終端設(shè)備的一致性，但還有另一種解決方案是改進(jìn)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，通過幀搶占和建立優(yōu)先級(jí)來“塑造”流量。

　　以太網(wǎng)還應(yīng)提供時(shí)間同步，使設(shè)備能夠調(diào)度通信，從而避免通信沖突。設(shè)備可以協(xié)調(diào)它們的通信，清楚彼此之間已經(jīng)協(xié)商通訊事宜。精確的時(shí)間戳可達(dá)到納秒級(jí)精度。

　　TSN：改進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成

　　這些以太網(wǎng)增強(qiáng)功能已于2012年由IEEE 802.1[以太網(wǎng)]工作組啟動(dòng)。2018年，第一個(gè)成果以新規(guī)范的形式發(fā)布。支持時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)的以太網(wǎng)，對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用非常重要。

　　TSN帶來了5個(gè)優(yōu)勢(shì)，有些是即時(shí)的，有些需要隨著時(shí)間的推移而逐步實(shí)現(xiàn)，其中4個(gè)短期優(yōu)勢(shì)是：

　　● IT網(wǎng)絡(luò)可以訪問所有OT設(shè)備：能夠改進(jìn)分析、資產(chǎn)管理和設(shè)備管理。

　　● 性能改善：將時(shí)間調(diào)度、優(yōu)先級(jí)劃分和更大的帶寬相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)更可靠和更復(fù)雜的應(yīng)用。

　　● 更簡(jiǎn)單的架構(gòu)：可以節(jié)省成本并提高可靠性。

　　● 易于故障排除：用戶現(xiàn)在可以利用簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)等IT工具與設(shè)備進(jìn)行交互和管理。

　　TSN的長(zhǎng)期優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在通過新產(chǎn)品交付和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)提高成本效益——專注于高性能應(yīng)用的初始解決方案。隨著時(shí)間的推移，設(shè)備供應(yīng)商和基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商已經(jīng)推出了兼容的產(chǎn)品。

　　支持TSN的以太網(wǎng)將在專用于機(jī)器或生產(chǎn)線的“TSN孤島”中實(shí)現(xiàn)，提供高性能、確定性和可靠性的通信，同時(shí)將這些通信橋接到IT網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)更廣泛的信息訪問。

　　隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實(shí)施，制造企業(yè)對(duì)更高性能、更嚴(yán)格的控制和融合網(wǎng)絡(luò)的不斷推進(jìn)，對(duì)于保持可靠性也愈加重視。采用支持TSN的以太網(wǎng)將是一種簡(jiǎn)單易行的解決方案，通過增加帶寬、通信調(diào)度和流量管理來更好地管理可靠性需求。