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FEBBRAIO 2020 FIELDBUS & NETWORKS 49 discreti o cicli. A ognuno di questi cicli (o time slot) vengono quindi assegnate delle classi di traffico, in modo da predeterminare i tempi di invio e di arrivo. Ciò consente di rispettare le tempistiche richieste dall’applicazione e di sincronizzare più flussi di dati. Poiché lo scheduler presuppone un sistema sincronizzato, tutti i partecipanti alla rete sanno quale classe di priorità può essere gestita a un dato istante. Oltre ai sopracitati meccanismi di sincronizzazione e pianificazione del traffico, altri servizi sono stati de- finiti o sono attualmente in fase di sviluppo in forma di sotto-standard. Pertanto, a seconda delle esigenze, questi servizi possono essere oppor- tunamente combinati per soddisfare i requisiti di diversi scenari applica- tivi. Un passo fondamentale nella re- alizzazione di una soluzione basata su Ethernet TSN è poi quello relativo alla scelta della topologia. Il profilo Ieee 802.1AS permette di tenere conto in maniera automatica della lunghezza del cavo che collega due dispositivi, semplificando per esem- pio l’implementazione di topologie ibride che includono quelle basiche lineari, ad anello e a stella. Nella topologia lineare, nota anche come daisy chain, generalmente la più semplice e meno costosa, si presuppone che i dispositivi di- spongano di uno switch Ethernet integrato. Ogni dispositivo può essere distante fino a 100 m dal dispositivo precedente, limite det- tato dalle specifiche Ethernet, e chiaramente un malfunzionamento di un dispositivo o di un cavo nella linea causa l’interruzione della comunicazione per tutti i dispositivi a valle. Le prestazioni temporali (accuratezza di sincronizzazione) peggiorano al crescere del numero di dispositivi. Nella topologia ad anello, implementata grazie a opportuni switch esterni, la connessione è ridondata ma è necessario configurare correttamente gli switch, che devono essere conformi per esempio allo standard Ieee 802.1Q (per il supporto del protocollo Rapid Span- ning Tree - Rstp), nonché allo standard Ieee 802.1AS, per supportare appunto la sincronizzazione TSN. Tuttavia, con questa topologia è tale, mentre l’OT è focalizzato sull’alta disponibilità. Tuttavia, i nuovi paradigmi dello IIoT e di Industria 4.0 sono basati su un’infrastruttura di rete uniforme e convergente, in cui il traffico di dati critici possa convivere con il traffico di dati non critici senza reciproci effetti ne- gativi, affinché anche i dispositivi di campo possano essere collegati direttamente con i livelli di controllo più elevati. In particolare, in TSN è garantita la consegna in tempo reale del traffico di dati critici, mentre al traffico di dati non critici viene solitamente assegnata una priorità inferiore. Le otto classi già stabilite dallo standard Ieee 802 1Q vengono riutilizzate per al- locare le priorità dei diversi flussi di comunicazione. Tuttavia, i meccanismi originali di gestione della Quality of Service (QoS) non erano stati progettati per l’invio di dati critici e non critici, tant’è vero che, a causa dei meccanismi di buffering implementati dagli switch, un messaggio a bassa priorità può ritardare i flussi di dati a più alta priorità. Pertanto, sono stati introdotti nuovi meccanismi di definizione delle priorità tali da consentire e regolare questa coesistenza. Infatti, a seconda dei requisiti dell’applicazione, è possibile implementare ulteriori meccanismi di shaping e di sche- dulazione del traffico. Lo Ieee 802.1Qav - Credit Based Shaper , definisce un algoritmo - il Credit Based Shaper (CBS) - sviluppato nel 2009 dal gruppo di lavoro AVB, in grado di dare mag- giore priorità ai flussi dati in tempo reale rispetto al traffico di tipo best effort. Lo shaper assegna dei crediti a ciascun flusso dati in tempo reale. Tali crediti vengono spesi durante la trasmissione, fino a quando non si esauriscono, diventando negativi. Solo a questo punto possono es- sere trasmessi i messaggi dei flussi dati di tipo best effort. Se però tale invio dovesse ritardare l’inoltro dei messaggi con larghezza di banda riservata, il credito corrispondente viene aumentato di conseguenza per consentire la trasmissione in succes- sione di frame con priorità e di tipo best effort. Lo Ieee 802.1Qav - Scheduler Time- Aware divide il tempo in intervalli Fonte: pixabay.com # Á #$ ! % %% % *+; # $ À <