EtherCAT与TSN——工业以太网系统架构的最佳实践


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2022-05-22 03:07:11 (4天前)
TSN 网络 rCAT 高速 技术 通道 Ethe 传输 IEEE 用于
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EtherCAT技术协会 1
EtherCAT 与 TSN——工业以太网系
统架构的最佳实践
作 者:
EtherCAT 技术协会 Karl Weber 博士
摘 要:
EtherCAT 是现场总线领域的主流技术,而 IEEE802.1Q 标准是交换机技术在办公应用
的基础。 TSN 为 IEEE 802 网络提供实时能力。 现在可以在机器层使用 EtherCAT ,并通过交
换机连接多台机器。 复杂的机器要求内置更多的通讯设施。 将 EtherCAT 网段集成到一个 TSN
网络中可以结合这两种技术。这无需改变 EtherCAT 的从站设备。两种技术的适配通过在
EtherCAT 的主站端的更新及对连接 EtherCAT 的交换机的适度扩展来实现。
目标
自工作组建立以来, TSN 就成为人们所熟知的 “时间敏感网络 ”的缩写。 TSN TG 的组合
用于为 IEEE 802 网络提供确定性服务。 TSN 技术可以应用于多种应用场合。其设计初始是
用于一个只有少数几个终端站点的、 需要传输大量的视频 /音频(A/V)高速数据流的系统中。
TSN 通过引入“高速通道” (streaming) 概念扩展了 IEEE 802 的 best effort 网络模型。此模
型提供一系列用于提升高速通道实时性的特征。
对 TSN 的理解
TSN 工作组
TSN 工作组设置在 IEEE802.1 工作组中,负责桥接网络。“桥接”一词用于标准的规范中,
但更为大众的说法是 “交换 ”。TSN 改善了帧在 IEEE 802 部分网络传输中的延迟性,并且没
有因堵塞产生的损失。
这意味着交换机世界的改变。然而,这并不会改变以太网网络的基本特征,例如每节点
小数据量传输时效率低下,以及灵活却耗时而复杂的转发机制。
EtherCAT 技术协会 2
在终端站点间用 TSN 的桥接传输是通
过“高速通道” ( stream )实现的。 IEEE
802.1 标准中使用术语“ talker”表示高速
通道的发起者, 术语“ listener ”表示高速通
道接收者。高速通道使用单向的数据传输,
数据可以从一个 talker 单向传输到一个或
多个 listener 。为了在 IEEE 802.1 网络中
使用高速通道,需要一


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