Time Sensitive Networking (TSN)
Time Sensitive Networking (TSN) bezeichnet ein Portfolio von Standards, die von der IEEE Working Group 802.1 mit dem Ziel erarbeitet wurden, deterministische Netzwerke auf OSI-Schicht 2 zu definieren. Videoströme von Webcams, kritischer, zyklischer Echtzeitverkehr für Regelkreise und grosse Datenmengen für Backup oder Logging können gleichzeitig über ein gemeinsames Netzwerk übertragen werden. TSN garantiert die geforderten Übertragungseigenschaften wie Bandbreite, maximale Latenz oder unterbrechungsfreie Redundanz für bestimmte Arten von Datenverkehr, im Standard «Time Sensitive Streams» genannt, was als QoS (Quality of Service) bezeichnet wird. Anwendungsprofile wählen Teilmengen der definierten Funktionalität und Parameterbereiche für bestimmte Anwendungen oder Branchen aus.
Die Erwartungen an TSN sind hoch, und die Komplexität beim Einsatz vor allem in der Systemkonfiguration darf nicht unterschätzt werden. In der Industrie und Automatisierungstechnik ist vor allem der kommende Standard IEC/IEEE 60802, an dem viele führenden Hersteller mitarbeiten, interessant. Dieser hat das erklärte Ziel, auf Netzwerkebene Kompatibilität herzustellen. Das ermöglicht dann die Kommunikation von Applikationsdaten gemäss PROFINET (IRT), EtherCat oder Ethernet/IP über eine gemeinsame Infrastruktur.
Langfristig wird im Field Level Communication Projekt der OPC Foundation FLC angestrebt, OPC UA direkt über TSN bis in die Feldebene zu ziehen. So wird dann eine durchgängige, IP basierte Kommunikation möglich. Getrennte Netze für Echtzeit- und Best Effort Verkehr wir File Transfer, SW Download oder Bild- und Audioübertragung werden überflüssig und die Verschmelzung von IT und OT wird Realität. Die Automatisierungspyramide beginnt, sich aufzulösen.
Erste Pilotanlagen gehen derzeit in Betrieb, aktuell gibt es noch kein breites Angebot an TSN-fähigen Geräten.
One Size fits all?
Für den Anwender stellt sich die Frage, ob - und wenn ja welche - Elemente aus dem TSN Portfolio für die konkrete Aufgabenstellung gewinnbringend eingesetzt werden sollen. Denn auch mit herkömmlichen Mechanismen, manchmal bereits mit einer Erhöhung der Bandbreite auf 1 Gbit/s, oder einem ausgewählten Teil der TSN Verfahren lässt sich die Leistungsfähigkeit eines Netzes verbessern.
Es gilt: Alles hat seinen Preis, und es ist nicht immer sinnvoll, alle verfügbaren Mittel einzusetzen. Manchmal aber eben doch.
Grundlage hierzu ist die Analyse der Anforderungen und eine Kenntnis der angestrebten Technologie. Für manche Einsatzgebiete sind auch Consumer-Technologien eine valable Alternative.