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NOVEMBRE 2021 FIELDBUS & NETWORKS 28 Fieldbus & Networks T ime Sensitive Networking, TSN, è un’in- novativa tecnologia definita dagli stan- dard Ieee 802.1 che risiede al livello 2 (Data Link) del modello di riferimento OSI (Open System Interconnection) per le comunicazioni. In definitiva, rende le reti Ether- net intrinsecamente deterministiche, migliorando così la precisione e l’affidabilità dei trasferimenti di dati. Più specificatamente, i due elementi portanti della tecnologia TSN e delle sue innovative funzionalità sono i due sub-standard Ieee 802.1AS - Timing and Synchronisation for Time-Sensitive Applications e Ieee 802.1Qbv - Enhancements for Scheduled Traffic che risultano essere le fondamenta delle prestazioni deterministiche. Uno sguardo più ravvicinato agli standard TSN Il primo sub-standard, Ieee 802.1AS, è originaria- mente basato su Ieee 1588 – ‘Standard for a Preci- sion Clock Synchronisation Protocol for Networked Measurement and Control Systems. Favorisce la sincronizzazione di tutti i dispositivi all’interno di una rete con grande accuratezza, facendo in modo che tutti i dispositivi operino in base a un sistema ora- rio condiviso. Tale sincronizzazione temporale viene gestita da un clock master di rete, detto ‘Grandma- ster’. Esso invia informazioni temporali sotto forma di pacchetti Ethernet a ciascun nodo, quindi al sistema ‘Time Aware’ all’interno della rete. Di conseguenza, tutti i dispositivi funzionano in base allo stesso clock, minimizzando la probabilità di sco- stamenti temporali (jitter) che possono causare ritardi nel trasferimento dei dati. Questo è sostanzialmente diverso da quanto succede nelle reti Ethernet stan- dard, dove ciascun dispositivo ha il suo clock interno e l’accumulazione di errori temporali può causare jitter indesiderati. Ieee 802.1Qbv sfrutta l’ambiente sincronizzato creato da Ieee 802.1AS per impostare efficaci sistemi di pia- nificazione del traffico. Questo sub-standard supporta cicli di rete dotati di cosiddetti TAS (Time Aware Sha- per) per trasportare dati time-critical, come le informa- zioni di motion e controllo. I TAS consentono quindi la prioritizzazione dei dati urgenti e di quelli ciclici, grazie alla creazione di finestre temporali periodiche (slot) in base a modelli Tdma (Time Division Multiple Access). Durante questi intervalli, vengono trasmessi John Browett LE TECNOLOGIE PIÙ INNOVATIVE STANNO SOSTANZIALMENTE RIMODELLANDO LE COMUNICAZIONI INDUSTRIALI, SIA POTENZIANDONE LE CAPACITÀ ESISTENTI, SIA METTENDO A DISPOSIZIONE NUOVI STRUMENTI. LO STANDARD TSN È UNA DI QUESTE TECNOLOGIE, E L’IMPORTANZA DEL SUO RUOLO PER LE COMUNICAZIONI INDUSTRIALI STA DIVENTANDO SEMPRE PIÙ EVIDENTE. PER QUESTO LE AZIENDE DEVONO AGIRE SUBITO PER IMPLEMENTARE IL TSN NELLE PROPRIE RETI Building blocks IL FUTURO DELLE COMUNICAZIONI INDUSTRIALI Foto fonte iStock