時效性網路：炒作 vs. 現實

August 5, 2019

Linda Formichelli

時效性網路 (Time-Sensitive Networking), TSN, OPC 統一架構 (OPC Unified Architecture, OPC UA)

您大概有聽過時效性網路 (Time-Sensitive Networking, TSN)。這是一種針對工業控制應用而開發出來的乙太網路標準，有些人將其吹捧為終極的網路解決方案。

有些人則採取謹慎的態度看待。「過度吹捧任何事情很正常，」TenAsys 銷售與行銷副總裁 Kim Hartman 表示：「過去曾有人暗示 TSN 將取代所有專屬領域的通訊協定。」但沒有任何技術是完美無缺的。Hartman 說道：「這讓我們回到現實層面探討什麼是實際能夠達成的目標」

那麼真實情況到底是如何呢？在這篇文章中，讓我們瞭解一下 TSN 的發展簡史、它為自動化技術帶來的好處，以及一窺其未來的發展。

TSN 發展簡史

讓我們先從 Audio Video Bridging (AVB) 開始介紹，這是一組透過乙太網路傳輸音訊與視訊的標準。「AVB 的設計目的是為了讓錄音室、影音相關生產設施和娛樂場所能精準地將媒體同步，」Hartman 解釋。

但是在分散四處的機械需要同步化的任何時候就必須達到資料精確傳送。公用事業、大眾運輸、航太科技、工業機器人及醫療裝置只是眾多產業其中的幾個例子。

問題是，要將 AVB 整合至標準企業網路中並不容易。這時 TSN 就能夠派上用場。在 AVB 發展為「IT 友善」(IT-friendly) 的技術之下，TSN 將為工業物聯網帶來更具決定性的乙太網路。

（這顛覆了大眾見解，TSN 不是一種通訊協定，它是乙太網路標準的一部分，而其他通訊協定可根據它加以實作。）

TSN 優於 AVB 與標準乙太網路的好處

相較於標準乙太網路，TSN 更適合應用在測量、監控與控制方面的需求。它也比其他工業網路技術擁有更多優勢。TSN 的優勢包括：

安全性提升。由於 TSN 使用標準乙太網路，現在能在控制網路方面採取適用的 IT 安全措施。
開放式標準。由 IEEE 802.1 標準委員會管理，許多技術供應商支援 TSN。
成本降低。運用發展成熟的乙太網路技術，TSN 能有效降低成本。
企業相容性。TSN 不像其他網路，它能順利地與 IT 系統整合。

TSN 漸漸地成為比 AVB 用途更多元的解決方案。「TSN 開發商在討論一系列比基本串流功能更廣泛的服務，」Hartman 表示。

TSN 準備好推行到您的應用領域了嗎？

儘管一些 TSN 支持者大幅炒作這項技術，要運用在商業用途上仍需幾年的時間。但已經有多家集團正加速實現這個可能性。比方說，以 AVB 技術起家的 Avnu Alliance 正積極協助新標準的開發與測試。

Intel^® 是 Avnu Alliance 的主要貢獻者之一，而且也在其他像是 IEEE 802.1 委員會及 Industrial Internet Consortium (IIC) 等組織中表現活躍。「Intel 一直是推動發展 AVB 功能的幕後推手，」Hartman 表示。

這些集團正協助帶領整個產業向前發展。舉例來說，IIC 為工業插拔測試 (Plugfest) 建立了測試平台（影片 1）。在測試大會期間，相關成員企業能測試實作性與互通性，並處理更新與整合事宜。

影片 1。時效性網路 (TSN) 測試平台用於工業插拔測試。（資料來源：IIC）

Hartman 提到：「如果沒有讓每個人以標準化方式參加的能力，那我們就無法大步向前邁進，脫離專屬架構的限制。」

那麼 TSN 何時會準備就緒？Hartman 預測我們還需要兩年的時間才能將其推行至商業用途上。事實上，我們大概再一年的時間就能推出更高階的原型。基金會與集團正努力確定概念性驗證的發表日期，但在那之前還有許多工作尚待完成。

TSN 第一個用途可能會是 OPC 統一架構 (OPC Unified Architecture, OPC UA)。OPC 基金會 (OPC Foundation) 最近宣布支持現場級通訊 (Field Level Communications, FLC) 計畫。這項計畫會將 OPC UA 擴展到像是感應器等現場裝置。目標是建立標準化、決定性的連線能力，達成從邊緣延伸到雲端的目的（圖 1）。