时间敏感型网络：为具有多种网络流量的IIoT环境配置的解决方案

2017-10-12 09:54

6.流量整形器：流量整形器是优先级排序机制，它允许保留最大的带宽，以便在界定的观察时段内传输时间敏感型数据。随后，有待传输的数据流量由相应的流量整形器转换成为某种类型和形式，从而保证达到一定的延迟限制。TSN 及其前身技术”音频视频桥接（AVB）“目前给出了三种整形器，有的已经全面规范化，而有的正在进行标准化：

˙IEEE 802.1Qav-来自于 AVB 技术的基于信用量的整形器（The Credit-based shaper）可以保证在观察时段内为音频/视频传输提供最大所需带宽，而同时传输的尽力而为数据流量不会发生明显的中断情况。不过，这种整形器无法给出精确的时间保证。

˙IEEE P802.1Qch-循环队列和转发整形器（The Cyclic queuing and forwarding shaper）对传输的时间精度要求显著降低。这种流量整形器的作用是收集一个周期内通过保留带宽接收到的数据帧，并在下一个周期开始时作为”优先“流量发送。举例来说，它非常适用于过程自动化中发生的循环数据传输。

˙IEEE P802.1Qcr-异步流量整形器（The Asynchronous traffic shaper）不需要时间同步机制，因此最适合于时间同步本身所需的优先数据包传输。

正在开发中的其他新机制，如 IEEE P802.1Qci，允许丢弃分配给错误时隙的数据帧。它还允许监管和丢弃使用超过其预留带宽的实时数据流。

TSN：IIoT 应用的未来和高效的生产

随着 TSN 的不断发展，它必将带来标准化的、普遍可互操作的以太网，这些网络可以提供可计算的、有保证的端到端延迟，高度有限的延迟波动，以及极低的丢包率。这些优势对于 IIoT 应用来说是无价的，并且在实施实时以太网时能够节约成本和保障安全。

有些 TSN 标准仍然处于标准化的过程中，而有些 TSN 标准（如 TAS）已经制定完成。由于 IEEE 802.1 采用模块化的方法，所以通过目前可用的 TSN 机制安装和实施的各种网络将来仍可以使用。对于在 IIoT 应用中工作的网络设计人员来说，重要的是了解 TSN 是什么以及如何实现这种网络，这样才能够做好准备工作，以便迎接工业网络的未来，其实这个未来并不遥远，只是许多人都还没有意识到而已。

作者：Oliver Kleineberg博士

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