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工业以太网向Gbit/s世代进发

2018年12月07日 11:24:03来源:和讯科技作者:和讯科技关键词:工业以太网
  工业4.0与工业自动化的风潮兴起,带动生产管理对于效能和良率要求倍增,使得工业应用领域的通讯频宽需求日益攀升,期望透过工厂撷取的高资讯量分析大数据,推动新一代智慧制造应用。有鉴于此,各大厂商纷纷加入制定新一代TSN(TimeSensitiveNetworking)通讯协议标准,推动工业以太网迈向Gbit/s时代。
 
  瑞萨电子(RenesasElectronics)行销事业部泛用市场行销部经理黎柏钧表示,目前主流的工业以太网通讯标准包含EtherCAT、Ethernet/IP、Modbus/TCP与PROFINET等,而这些通讯协定皆仅能以10~100Mbit/s乙太网路为基础,且这些协定背后皆有各自支持的厂商,难以形成统一标准。
 
  相较之下,黎柏钧分析,新推出的TSN通讯标准,具备高资料量传输与优先权设定功能等优势,将有望成为工业通讯应用的明日之星。他透露,现有的工业以太网协定未来将会成为TSN网路之上的专属(Proprietary)网路协定,因此这类协定依旧会存在,但彼此之间不会互相取代的问题产生。
 
  黎柏钧指出,既有的工业以太网路对现有工业设备已绰绰有余,但若是要实现未来工业4.0,以云端伺服器控管全球工业系统的愿景,则需倚靠TSN这种Gbit/s等级的传输量才足够。
 
  现阶段TSN尚有许多标准未底定,但已有国家仪器(NI)、BoschRexroth、思科(Cisco)、英特尔(Intel)、库卡(KUKA)、施耐德电机(SchneiderElectric)、TTTech等大厂正携手工业网际网路联盟(IIC)开发TSN测试台(Testbed)。
 
  黎柏钧谈到,TSN本身定义的频宽较大,若以1Gbit/s为例,可达现有工业以太网的10倍之多。换言之,若原来的资料只能切50个讯框(Frame)存取资料,透过TSN可提升至500个时框。因此,TSN可支援所有应用在马达、感测器与控制器上面的通讯协定,并定义不同资料量的感测区块。
 
  另一方面,现今TCP/IP已主宰了许多通讯协定标准。黎柏钧分析,未来TSN要掌握工业通讯协定的主导权并非不可能。以TCP/IP来说,主要是以实现全球的IP透过TCP/IP皆可以撷取资料为诉求;时至今日,工业对于优先权设定的要求与日俱增,举例来说,假设定义一个内含五颗马达的机器手臂,这些马达的资料交换需优先处理,以实现小区域网路的即时传输功能,达到有效的控制。而这样的发展趋势,对于专注于所有资料交换优先权顺序传输的TSN工业以太网路实为一大优势。
 
  黎柏钧透露,TSN标准将有望于2020年底定。现在各大厂商皆引颈期盼未来可将所有工业物联网资讯全部整合到此新的通讯协议之内,若全球工业通讯协议行驶于TSN标准,即可很容易地透过集权式的云端伺服器,以单一系统支援工厂网路讯息。
 
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