Las redes sensibles al tiempo son compatibles con aplicaciones Ethernet

La creciente digitalización de los procesos de producción requiere cada vez más apertura, robustez, determinismo y flexibilidad en la comunicación industrial. Time Sensitive Networking (TSN) está eliminando la necesidad de separar las redes de tecnología de la información (IT) y de tecnología operativa (OT) en aplicaciones Ethernet, proporcionando un enfoque de sincronización y sincronización de precisión para los sistemas de automatización industrial actuales.

Para satisfacer los requisitos del mercado industrial, Microchip anunció el SparX-5i, una nueva familia de conmutadores Ethernet para redes de automatización industrial . En una entrevista con embedded, Andy Ebert, gerente de marketing de productos de Microchip, destacó cómo se aborda el objetivo de TSN con comunicación confiable, basada en estándares y en tiempo real y cómo este sería el futuro de Ethernet.

" Actualmente, existen redes de TI y OT independientes en la fábrica. TSN permite combinar estas redes. TSN con Ethernet ofrece una forma estándar de manejar la comunicación en tiempo real necesaria en las redes de automatización de fábricas en lugar de los métodos actuales que tienen problemas de compatibilidad y no escalan a los anchos de banda más altos que se necesitan a medida que más y más dispositivos se interconectan ”, dijo Ebert.

Redes sensibles al tiempo (TSN)

La velocidad con la que las fábricas y plantas están adoptando el paradigma de la transformación digital hace que sea necesario hoy en día desarrollar redes interoperables de alto rendimiento que puedan admitir datos a medida que viajan desde la fuente a los sistemas de gestión, desde el campo a la nube.

Los protocolos industriales que quieran utilizar Ethernet como medio de conexión deben poder gestionar con precisión las diferentes prioridades del tráfico industrial, y esto no puede garantizarse con el estándar Ethernet tal como está. “El próximo desafío es la capacidad de manejar la creciente cantidad de dispositivos inteligentes interconectados en las redes de automatización industrial”, dijo Ebert.

La implementación de sistemas con capacidades en tiempo real permite a las empresas perfeccionar aún más sus procesos para aumentar la calidad y la productividad al tiempo que reducen los costos. La tecnología que ofrece estos beneficios es el protocolo de redes sensibles al tiempo (TSN).

TSN es una extensión de Ethernet industrial que admite comunicaciones deterministas mediante una sincronización horaria precisa y una programación del tráfico. Estos mecanismos forman la base de la convergencia necesaria para proporcionar los niveles de transparencia necesarios.

Conmutadores Ethernet

Con la demanda de sincronización y sincronización de precisión en los sistemas de automatización industrial, a menudo se ha requerido el uso de soluciones patentadas de múltiples chips, lo que aumenta tanto la complejidad como los costos para los desarrolladores.

Para ayudar a los desarrolladores, Microchip anunció SparX-5i, una familia de conmutadores Ethernet basados ​​en estándares IEEE de un solo chip que ofrece el conjunto de funciones TSN más completo de la industria. La familia SparX-5i es compatible con los estándares TSN IEEE clave como IEEE 1588v2 y el perfil IEEE 802.1AS-REV para sincronización de tiempo, IEEE 802.1Qbv para modelado de tráfico, IEEE 802.1Qbu / 802.3br para reducción de demoras, IEEE 802.1Qci para control de flujo y IEEE 802.1CB para una redundancia perfecta. Además, la familia admite Ethernet L2 / L3 estándar con hasta 200G de ancho de banda, incorporando interfaces de 100M, 1G, 2.5G, 5G, 10G y 25 GbE para la solución de conectividad más flexible disponible en el mercado.

Ya sea que se encuentre en la industria de la ingeniería mecánica y automotriz o en la industria de alimentos y bebidas, TSN ofrece ventajas cruciales para la fabricación industrial, incluida la reserva de ancho de banda, los mecanismos de calidad de servicio (QoS), baja latencia y transmisión en paralelo de múltiples protocolos, incluso en en tiempo real y sin extensiones propietarias del estándar como era el caso de Ethernet. El protocolo TSN introduce diferentes clases de tráfico que comparten la misma conexión, reserva recursos para flujos con características deterministas a lo largo del tiempo y habilita una red común que admite múltiples estándares de comunicación, como la próxima comunicación móvil 5G.

TSN sobre 5G

La otra gran noticia en el campo industrial es la llegada de 5G. Por primera vez, una solución de comunicación inalámbrica tendrá lo necesario para convertirse en una solución de referencia incluso para el mundo de la fabricación, donde las aplicaciones en tiempo real exigen un rendimiento de red determinista y confiable.

“Los últimos estándares 5G admiten la comunicación de baja latencia, lo que hace que TSN a través de redes móviles sea una posibilidad. Hacer que TSN funcione sobre 5G es un desafío porque los dispositivos móviles se mueven de un sitio celular a otro. Esto puede interrumpir la conectividad y afectar la latencia y la confiabilidad. Las redes 5G locales y privadas (por ejemplo, en una fábrica) podrían beneficiarse de los protocolos TSN ”, dijo Ebert.

Por lo tanto, es posible que en un futuro cercano, 5G y TSN puedan coexistir en una implementación de piso de fábrica del futuro donde se cumplan los requisitos de conectividad principales:5G para flexibilidad y TSN para latencia extremadamente baja.