5SHX1445H0001 3BHL000391P0101 TSN技术解决了什么问题？光路科技带你了解工业网络里的TSN

时间敏感网络(Time-Sensitive Networking，TSN)是国际IEEE 802.1工作组所孕育的一组协议标准。其革新性在于，在传统的非确定性以太网技术的基础上，实现了业务传输的极致最小延迟。这种协议族不仅为标准以太网增添了确定性和可靠性，也为工业网络的可用性和可控性提供了更深的增强。

TSN技术的背景与意义

过去十年中，工业以太网设备，尤其是工业以太网交换机，相较于普通商用交换机，在硬件特性上发生了明显变化，包括温度适应性、结构、安装和EMC抗扰度等方面。然而，对于未来工业通信的演进而言，TSN技术的融合将是关键一环。TSN技术能够精准同步和控制工业自动化系统的关键控制和数据传输，确保网络传输延迟和抖动的最小化，从而全面提升工业网络的稳定性和可靠性。作为下一代工业交换机的关键技术，TSN在严格区分普通交换机的同时，也是传统以太网功能的重要扩展子集之一。

TSN技术的革新

1、解决CSMA/CD技术问题

作为成熟通信技术，以太网通信已有几十年历史，其基石是CSMA/CD(载波侦听多路访问和冲突检测)技术，通过双绞线(UTP线缆)实现网络组网和通信。然而，串行传输方式导致多设备共享资源，这既是以太网的优点，也是劣势。由于缺乏基于时间的流量控制，数据流在不同设备之间的时间叠加会导致传输延迟升高，尤其在高负载时可能出现数据丢失问题。尽管有QoS优先级机制和缓冲区机制提供保障，但在高负荷情况下仍可能出现业务传输延迟升高的情况。

2、解决工业以太网的互操作性瓶颈

在传统的工业以太网领域，诸如EtherCAT、Profinet、CC-Link、ModBus等技术在提供确定性连接和延迟保证方面取得了显著的成就。这些技术在工业自动化、制造流程控制以及实时数据传输等方面发挥了重要作用，确保了关键任务的准确执行和高效运行。

然而，尽管这些技术各自在特定领域内表现出色，却存在一个共同的挑战，即互操作性的问题。由于这些技术是在不同的时间和环境下发展起来的，它们往往采用独特的通信协议和数据格式。这导致了在不同技术之间建立连接和进行数据交换时出现困难，因为它们无法直接沟通和理解对方的通信方式。

这种缺乏互操作性带来了一些不便和限制。首先，针对不同的应用需求，企业可能需要同时使用多种工业以太网技术。然而，由于缺乏互操作性，不同技术之间的整合变得复杂且耗时，增加了系统部署和维护的难度。其次，当企业需要扩展其网络或引入新的设备时，选择合适的技术可能会受到限制，因为需要考虑到现有技术的兼容性问题。

正是基于这些考虑，TSN技术的出现成为了一个重要的里程碑。作为一个具有高度通用性和开放性的技术，TSN旨在解决工业以太网领域的互操作性问题。它不仅提供了通用的通信标准，还允许不同技术之间进行连接和数据交换，从而消除了以往技术之间的壁垒。

TSN的互操作性特点为工业网络带来了更大的灵活性。企业可以更自由地选择适合其需求的技术，而无需担心不同技术之间的兼容性。这使得网络的设计、部署和维护变得更加简化和高效。此外，TSN还能够为不同技术之间的数据交换提供统一的时间同步，确保数据的准确性和一致性。