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39 partners@eu.cc-link.org eu.cc-link.org/it GENNAIO/FEBBRAIO 2021 GLI STANDARD TSN Il protocollo TSN è definito dalle specifiche Ethernet Ieee 802.1, che descrivono come questa tecnologia possa garantire prestazioni deterministiche e quindi la convergenza implementando, tra le altre funzionalità, la sincronizzazione temporale e la prioritizzazione del traffico IEEE 802.1AS - Temporizzazione e sincronizzazione per applicazioni time-sensitive La sincronizzazione temporale costituisce la base del determinismo, poiché assicura che tutti i dispositivi su una rete condividano la stessa origine del tempo. Ad esempio, se sono le ore 10:00, tutti i dispositivi sulla rete lo sanno e le loro operazioni vengono sincronizzate sullo stesso orologio. Questo consente di minimizzare le probabilità che ci siano scostamenti temporali che possano causare ritardi e variazioni nel trasferimento dei dati (latenza e jitter), favorendo così il trasferimento puntuale e prevedibile del traffico dati critico. IEEE 802.1Qbv - Ottimizzazioni per il traffico pianificato Una volta stabilita la base temporale da condividere all’interno di una rete, la specifica Ieee 802.1Qbv definisce i TAS (Time Aware Shaper). Essi indicano degli ‘slot’ temporali specifici che vengono allocati a diversi tipi di traffico di rete, a ciascuno dei quali viene quindi assegnata una priorità specifica. Per esempio, il traffico riguardante l’attivazione di un arresto di emergenza avrà più priorità rispetto ai frame video di un sistema di visione macchina. Questo significa che la rete può essere utilizzata da diversi tipi di traffico in modo prevedibile, a ulteriore supporto di comunicazioni deterministiche. Di conseguenza, questo metodo supporta la convergenza massimizzando al contempo l’utilizzo della larghezza di banda. Evoluzione degli standard TSN Come succede con qualsiasi tecnologia, gli standard Ieee 802.1 che definiscono il protocollo TSN sono in continua evoluzione e quelli esistenti vengono ridefiniti con l’emergere dei nuovi. Anche se questi standard si evolvono, la tecnologia è matura abbastanza da potere essere già utilizzata nei progetti. Una tecnologia in evoluzione può essere considerata di maggior valore: mentre continua a cambiare, consente anche di affrontare le esigenze attuali ed è meno probabile che diventi obsoleta. L’evoluzione è quindi positiva. L’evoluzione significa inoltre che gli standard Ethernet hanno una retro- compatibilità garantita. La tecnologia Ethernet esiste da circa quarant’anni; ciò nonostante, in molti casi i dispositivi precedenti possono essere utilizzati insieme a quelli più recenti. Si prevede che anche il protocollo TSN mantenga questa tendenza. Di conseguenza, le aziende che hanno bisogno di sviluppare nuove soluzioni possono includerlo già da subito, sapendo che difficilmente si troveranno in futuro ad affrontare problemi di obsolescenza. Tale fiducia sarà ulteriormente rafforzata dal progetto IEC/ Ieee 60802 sull’uso del protocollo TSN nell’automazione industriale, il cui ruolo è definire profili standardizzati per impiegare la tecnologia in diversi usi applicativi. Di conseguenza, le aziende lungimiranti che implementano questa tecnologia innovativa potranno trarre vantaggio da un percorso di migrazione che potrà sia soddisfare le esigenze attuali, sia fornire uno strumento per supportare i requisiti futuri. Pertanto, l’adozione del protocollo TSN già ora può mettere a disposizione un sistema che aiuti le aziende a ottimizzare sistemi e processi produttivi, offrendo allo stesso tempo la possibilità di miglioramenti futuri. Grazie all’utilizzo di Ieee 802.1AS tutti i dispositivi sulla rete condividono un riferimento temporale. Questo garantisce comunicazioni deterministiche grazie al controllo della latenza e del jitter. Il traffico può così viaggiare sulla rete in maniera prevedibile IEEE 802.1Qbv consente di definire slot temporali di trasmissione per le diverse code di traffico. Questo determina quando ciascun tipo di traffico può accedere alla rete. In questo esempio, quattro slot temporali vengono suddivisi tra otto code: in ciascuno slot la coda col numero più elevato ha la priorità