当前位置:
通俗易懂TSN[1]
回复 | 人气 | 打印
SeanSong 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2020-02-28 10:47:35 楼主

开始越来越多的人感兴趣TSN了,倒是写了些东西还是觉得太专业,希望通俗一些的,其实科普是比较难的,试图写一篇,分个几期看能不能让大家有所了解。

 

什么是TSN?

考虑到真的有人在微信后台留言说我装—老用一些英文缩写,好像自己很专业一样,也不解释清楚,我就说一下吧!

TSN就是英文Time SensitiveNetwork的缩写,就是这么简单,时间敏感型网络,你第一步就了解到了什么是TSN了,你都可以跟那些不知道的人吹牛了,以我有限的常识判断,在这个知识点上,你已经超越了大概99。99%的中国人了,在全世界范围也是这个水准。

 

对于事不关己的朋友,到这里就结束了….反正你已经知道了什么是TSN了。

 

为什么要推动TSN这项技术?

 

同济大学汽车工程比较强也就对产业里故事了解的多,据说当年德国大众来中国觉得连高速公路都没有,汽车这个行业在中国是在没有办法发展,没有市场,把个退休的线半卖半送给中国建了工厂,1990年那会桑塔纳要20万左右—那会,我们局里领导也就北京吉普212,想想现在,你要是说一个局里领导也就坐个212(很多人都不知道这是什么)--现在贫困地区的乡长都不会坐这么土的车了吧?

image.png

为什么要说这件事?因为经过30年的发展,中国已经有了全球最大的收费高速公路网络,每年产销各类车辆也发展到5000多万台这个量级,是的,我想说的就是,随着中国的发展,不仅商用网络,也包括工业网络节点数量、带宽要求的快速扩张。

 

OICT融合对网络产生了什么样的需求?

国家说了两化融合这许多年来,其实,这个两化融合真不是件简单的事情,按照赵敏老师有一次的观点,别说两化融合,就是在信息化、自动化内部的网络想要融合都不是件容易的事,但是,今天为何这个智能制造、工业互联网怎么都在提OICT融合,包括了通信,各方的视角也不一样,但是,对于制造业本身的融合问题,从很多视角都是迫切的。

 

其实,都怪我们的消费者,越来越挑剔,自从咱中国人有钱了,大量的中产、富贵阶层也出现了,为了彰显个性和装,大家都不像以前那样穿衣服都几个颜色,喝可乐还得有姜汁味、橙子味道,怎么没有苦瓜味道呢?

image.png

这种个性化使得制造企业都压力很大,你要是不来点有意思的、独特的你都没法在江湖上混,但是,个性化这个玩意对生产来说就是灾难—一点都不夸张,像各种机器开起来的时候,你突然要换单,这下子印刷机要重新穿纸,注塑机要换模具、纺织机械要换纱线,这个在人家精益生产里就是“不增值”的时间消耗,而且一换单,机械要调整,刚开始生产的东西一般都是不良品,这个人家叫“开机浪费”,本来人家一个单子印刷30000米,浪费100米就算了,现在你订单变小了,这100米浪费却躲不过去啊!那就造成不良品一下子提高了---这都是钱啊!是成本啊!

 

那你要搞智能制造,包括工业互联网服务于这个智能制造,什么大数据、人工智能,其实,都是要解决这个问题,怎么才能个性化生产时候还能跟标准化时候价钱一样?

其实,把生产线连接起来,然后把原来需要中转搬运的过程用机器人、输送系统对接起来,这样,就减少了中间的环节节省点时间,物理上这样,然后软件、数据上也都连接起来,然后从数据里分析,看看哪些地方可以省点成本,不管是能耗、还是维护的时间、还是材料的消耗、人工的消耗—反正,制造业就是苦,得“锱铢必较”的方式不断省钱,降成本,才能应付市场竞争,这完全不同于娱乐明星在那里说个话,唱个歌就大把钞票进账。

image.png

连起来是好事,但是,想把这些连起来却不是件容易的事情—为什么呢?

 

工业网络与商业网络的区别?

连起来就出问题了,以前那个工业网络跟工厂那些MES/ERP、数字化设计的CAD/CAM/CAPP、以及什么CRM/SCM---这些是什么你不用管,只是告诉你这些网络采用都是那种非周期性数据,而工业用的都是周期性数据,这两个区别就太大了,商用网络一般是通用的标准以太网,而工业一般用那个叫现场总线或者工业以太网。

 

一般咱们说的Internet也是基于以太网的,很多人听说过ISO/OSI那个七层模型,你商业网络可以用七层,但是,你一层层传,那太慢了,延迟太大,而且工业现场人家传的都是周期性数据,什么是周期性?就是每隔一个周期刷新一次,看看这个控制的咋样啊?不行啊!赶紧调整,这个周期非常短,一般都是mS级,在运动控制、机器人那里都得在mS以下,微秒级,这种网络一般都是专用网络,大概1970年代就开始发展了,但是,这个太封闭了,各家还都不一样,据说这个世界上有多少个做PLC的,就有多少个网络,当然有些人懒得开发就和别人拼一个网络用,但是,在IEC那里它列的标准里也还是有18种,后来工业以太网只不过是用了标准以太网的网络硬件,加上自己的应用层,所以,工业一般就用三层结构,商业因为数据量大,也不是那么着急,一般都用七层结构,包括Internet都是这样的,但是,这两个网络对不起来啊!

image.png

另外,工业网络经常提到确定性—就是这个周期必须是确定的,所以不止是带宽要求越来越高了,而且还得一定的确定性,确定性这个对很多非工业的人不大容易理解,而且经常以为网络带宽那么高,有啥搞不定的?但是,确定性的意思不是带宽你有10Gbps就牛,而是说,你能不能保证每隔100μS去给我采样一次传感器数据、刷新一下控制循环?“确定的、不会中断、可靠的传输”这是工业里的要求,你打个电话突然掉线了,也不会有啥大事,重播一次,你工业控制突然掉线了—真的会出人命的,这根你们想的速度快就不是一回事,当然了,你说我带宽100G,这数据线路上就传点温度,你随便玩,天下武功,唯快不破—你只要足够快,其实,大家说小李飞刀根本看不到出刀—其实,控制里的刷新速度比小李飞刀还要快上10倍,100倍。

 先说底下这两层,原来那个以太网没有周期性数据传输能力,工业的才开发了很多像轮询、集束帧技术(具体不用多问—就是专门开发的)。

 

为啥要搞TSN?

既然工业和商业网络连不到一起,但是,又要连接工厂的各个数据节点,那怎么办?就搞个能够把他们连接起来的吧?让这个周期性和非周期性数据一起来传输吧?而且,前世之事后事之师,别再搞一些各家的网络了吧?谁想着自己的网络被一家公司控制,然后只能买它家的带这个网络接口的产品和系统呀!

 

初步背景就是这么个回事—一般咱说一件事得先把这个背景,这个为什么的问题得先说清楚啊!否则,大家都糊涂了,好好的网络用着,你们搞那么多事情干啥呢?

 

先谈谈历史

 

要说这个TSN啊!现在看上去在工业里好像大家挺关注的,俗话说的好“阳光之下没有新鲜事”,这个TSN倒还真不是什么新鲜事。

找了个足球场的摄像机机位图给大家看看—这还是2010年,图上仔细数了一下,30多个机位,2014年南非世界杯,有一场比赛前介绍场地,播音员说这个赛场有64个摄像机位,我震惊了,原来像我心中的偶像梅西、齐祖这样的大咖都有VIP机位,后来想想也是穆里尼奥这种人特别喜欢搞那种“球场进攻路径热点智能大数据分析系统”—然后通过科学的方式来赢球(经常1:0)。

image.png

想想,人家球场里那些摄像头能是1280*1024的吗?怎么也得1920*1280起吧?(我个人认为这已经属于高清)

这么大的摄像机位数量和声音信息要传送,得需要一个高速网络吧?还得经过不同的桥接点,有的是直接送到现场大屏幕、有的直接到场外的大屏幕,然后还有送到中央直播间—进行切换然后发送全球电视观众,这么高清大流量,音视频同步的得多么大的网络带宽能力啊?

  

后来汽车行业那帮人的觉得这玩意好啊!我们能不能用啊?然后一帮人也就凑了点钱,拼了个车搞了个802.1AVB—就是音频、视频同步,CAN总线雄霸汽车电子数十年,比现在绝大部分的自动化公司都资历深,这个总线当然好,哪个汽车、工程机械不用CAN总线?但是,尽管我们对纯正的无人驾驶靠谱不靠谱还在伦理与法律探讨层面,但这种半自动的辅助驾驶ADAS还是能发展的吧?但是,这个也得个高速总线吧?谁让汽车要求安全性高,不管你打算用个摄像头还是用激光雷达,反正带宽CAN那2.0的10Mbps是比较费力的,而且现在车越来越智能,传感器越来越多,还有你想你要是开着BWM、布加迪.威龙,你还不得环绕立体声,那音箱几个也得音频同步啊?

image.png

那工业的人呢!刚才不是说想开发一个通用网络吗?

 

工业的人一般都是“工科”出身,很多人把理工科视为一类人群,其实,不是的,理科人家是搞科学的,讲究发散,探索未知,寻找各种可能性,工科的人就是另一个方向,我收敛—寻找把你这个事情给做的便宜,收敛到一个低成本、易于实现的方向上来。

 

所以,这个工科思维就会想“我干嘛自己开发一个?就像当时搞工业实时以太网,就是把IT开发的那个以太网借来用用,上面装个自己的应用层,就叫工业实时以太网了,现在,咱也不能完全从头来,那个音视频桥、汽车那个AVB看上去挺靠谱的,咱就在这个基础上改造改造,也省了那么多研发成本,也免得以后跟人家不兼容。

  

今天,咱先把这个TSN网络的背景这个事情说一下,下次再说这个具体技术到底怎么回事,敬请期待!

来源:微信号 说东道西

作者:宋华振

该作品已获作者授权,未经许可,禁止任何个人及第三方转载。




分享到: 关注收藏 邀请回答 回复 举报


周点击排行
周回复排行
最新求助

 牛8福彩 千百万福彩 幸运飞艇官网 向日葵福彩 七七福彩 聚丰福彩 汇鑫福彩 米兜福彩 环球一号福彩 喜福福彩