來源：of week

工業物聯網(IIoT)預示了一個，由日益智慧化且超級互連的設備，和基礎設施構成的世界，其中智慧機器、交通運輸系統和電網設備，將具有各種嵌入式傳感、處理、控制和分析功能。這些設備和基礎設施連接在一起之後，就形成了一個智慧系統群，使得企業內部以及雲端的各種設備之間可以共享數據。

這些系統將會產生龐大的數據，比如倫敦地鐵軌道系統維多利亞線的狀態監測解決方案，每天產生32 TB的數據。這些大模擬數據將通過分析和處理來驅動正確的業務決策，最終提高安全性、正常運行時間和運行效率。

儘管這些未經處理的原始數據，大部分都不是很緊急，可以在網路層和子系統之間傳輸，不太需要考慮延遲或同步，但是時間要求嚴格的重要數據，必須在嚴格的延遲和可靠性規定內，進行傳輸和共享。這包括重要控制和故障檢測數據，不管其他網路流量如何，這些數據都必須即時進行處理、共享和採取措施。

今天的大部分網路基礎設施，並不具備處理此類時間敏感型數據的能力。許多工業系統和網路根據普渡模型的控制層次結構來進行設計，需要創建和優化多個可靠的總線層，來滿足特定任務的需求。每個總線層的延遲、頻寬、服務質量各不相同，使得實現互操作性非常困難，即時傳輸重要數據也變得幾乎不可能。此外，目前專用乙太網網路的頻寬有限，需要對硬體進行改良。

為了支持工業物聯網基礎設施的新功能，設計人員和終端用戶需要可靠、遠程且安全地訪問智慧邊緣設備。網路技術必須不斷進步，才能滿足下一代工業系統的需求，並從根本上改進我們運行機器、電網和交通軌道系統的方式。

TSN標準：現在正是時候?

現有IT 網絡由IEEE 802 標準進行定義，該標準規定了不同以太網層和功能的要求，並確保了設備之間的互操作性。今天，許多工業供應商、IT 廠商和晶片提供商加入IEEE 802 和最近剛成立的AVnu聯盟，共同更新標準乙太網協議，並為IIoT 應用的時間敏感型數據，制訂了低延遲數據傳輸標準。

這個新標準稱為時間敏感網路(Time-Sensitive Networking，簡稱TSN)，旨在解決現有網路的一些缺點。AVnu 聯盟與Broadcom、Cisco、Intel和NI 等成員公司合作，將通過認證推動可互操作生態系統的建立，這與Wi-Fi 聯盟認證產品和設備，是否兼容IEEE 802.11 標準相似。

「AVnu 和IIC 等機構，正在致力於通過制定標準，促進乙太網功能的擴展。TSN的廣闊市場擴張和廣泛部署，將會受益無數個行業和應用，而且對於實現由500 億個互聯設備組成的IoT 願景至關重要。這些市場領導者的強強聯合，將確保對標準組件功能的長期支持。」

—Paul Didier， AVnu 聯盟理事會成員和思科IoT 解決方案架構師

相比當今的標準和專用已太網協議，新的TSN 標準將會帶來無數的好處，包括：

頻寬——機器視覺、3D 掃描和電力分析等高級傳感應用，產生的大量數據會造成網路頻寬資源緊張。目前工業控制常用的專用乙太網協議僅限於100Mb 的頻寬和半雙工通信。TSN 將會納入各種標準，以太網速率(包括目前正在使用的1 Gb、10Gb 和400 Gb )並支持全工通信。

安全性——目前使用的大部分底層現場總線，通過控制氣隙和隱藏的方法來實現安全性。這一點受到汽車行業的影響，在汽車行業中，限定氣隙的閉環CAN 網路負責傳輸所有控制和運行數據。但最近的安全漏洞使得人們不得不開始考慮，將安全性全面擴展到重要的底層控制基礎設施。TSN對重要的控制網路了保護並集成了最重要的IT安全規定。分段、性能保護和時間可組合性為安全框架增加了多層保護。

互操作性——通過使用標準的乙太網組件，TSN可無縫整合現有棕色地帶應用，和標準的IT 網絡路提高易用性。此外，TSN 繼承了現有乙太網的許多特性，比如HTTP 接口和web 服務，實現了IIoT 系統所需的遠程診斷、可視化和修復功能。

TSN 提供的另一個優勢是：利用標準乙太網晶片集就可以利用批量生產的商業硅晶片，從而降低了組件的成本，相比使用產量較小，且基於ASIC 的晶片的專用乙太網協議來說，這個優勢尤為明顯。