Convergenza OT/IT con TSN e OPC-UA
TSN e OPC-UA favoriscono il processo di convergenza delle Operation Technologies (determinismo), con le Information Technologies (alto traffico).
Il Time Sensitive Network (TSN), estende la velocità del protocollo ethernet al determinismo presente in precedenza sui protocolli industriali come CAN, MODBUS, PROFIBUS.
Principali caratteristiche, sono: meccanismi di sincronizzazione dei pacchetti dai dispositivi su Ethernet, la schedulazione dei pacchetti ciclici e un set di parametri di configurazione per la rete.
Caratteristiche
Time Synchronization
IEE 802.1 AS (Garantisce determinismo con sincronizzazione di tutti i dispositivi collegati)
Traffic Scheduling
IEE 802.1 Q Scheduling e Traffic shaping per il controllo della densità di dati in Real Time e nonRT.
System Configuration
IEE 802.1 Q che garantisce che i dati seguano il percorso migliore, la prenotazione della larghezza di banda(disponibile).
Esempi di topologie
Daisy Chain (Lineare)
E' lo schema più semplice ed economico, ma i nodi devono supportare uno switch Ethernet conforme ai requisiti 802.1 AS. Può coprire lunghe distanze come somma delle distanze tra i nodi. Ha lo svantaggio di interrompere la catena se uno dei dispositivi interrompe la comunicazione (Guasti, perdita alimentazione ecc.). Si riducono le prestazioni con l'aumentare dei nodi.
Schema ad Anello
In questa topologia, lo switch esterno (IEE802.1 Q RSTP e 802.1 AS) garantisce il percorso più efficace e la chiusura dell'anello garantisce una prestazione migliore anche aumentando il numero di nodi.
Topologia a Stella
In questo schema, un guasto di un dispositivo non interrompe la comunicazione con gli altri, offre le migliori prestazioni anche aggiungendo più nodi. Il collegamento impone una limitazione sulla distanza e l'utilizzo di switch esterni dimensionati opportunamente per il numero di nodi da collegare.
I Vantaggi della soluzione TSN
Il vantaggio principale è di poter gestire Traffici di Dati a diversa priorità, su un’unica rete, garantendo quindi traffico ad alta densità e deterministico.
Questo significa ridurre il numero di reti necessarie per OT e convogliarle su un unica rete IT, con un enorme risparmio economico e una più semplice implementazione.
OPC-UA su TSN
TSN è quindi una tecnologia che utilizza diversi standard per estendere l’ethernet networking a livello infrastutturale, in pratica il tubo su cui far veicolare i vari protocolli.
TSN può essere utilizzato per trasportare diversi protocolli industriali di alto livello come OPC Unified Architecture (OPC UA), un protocollo di alto livello, nato per evolvere il precedente OPC, poco portabile su architetture diverse da Windows e con driver proprietari dai costruttori di schede.
OPC-UA offre la possibilità di essere utilizzato su qualisasi architettura e sistema operativo.
TSN e OPC-UA garantiscono quindi minor costi di infrastuttura di rete, minore complessità, la possibilità di gestire network Real Time sul layer di controllo (OT) e network ad alta quantità di dati su layer IT.
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