FN_113

NOVEMBRE 2022 FIELDBUS & NETWORKS 38 Fieldbus & Networks nell’intervallo di temperatura esteso tra -40 e 85 °C, sono progettati per assicurare la disponibi- lità sul lungo periodo e garantiscono un eccellente livello di protezione contro interferenze elettroma- gnetiche, sollecitazioni e vibrazioni. Per garantire le prestazioni richieste, questi mo- duli prevedono un massimo di 20 core e 1 TByte di RAM (su un massimo di 8 Dram socket con ve- locità di trasferimento di 2.993 MT/s), fino a 47 canali (lane) PCIe per modulo in totale, tra cui 32 canali PCIe Gen4 (che garantiscono il raddoppio del throughput per canale), connettività fino a 100 GbE e supporto TCC (Time Coordinated Computing) e TSN (Time Sensitive Networking), per consentire la comunicazione in realtime tra i dispositivi. In futuro è previsto un ulteriore, significativo in- cremento delle prestazioni, grazie all’introduzione di nuovi moduli. In ogni caso, le prestazioni at- tualmente disponibili sono più che adeguate per la progettazione delle odierne reti di campo, con soluzioni Open-RAN che utilizzano un totale di 5 processori server, per i server che gestiscono la connessione tra CU e DU (midhaul) e il packet core 5G (backhaul). Essi, comunque, richiedono rack con- dizionati e non possono essere utilizzati nel range di temperatura esteso. Consolidando tali funzioni in una singola microcella è possibile implemen- tare piccole celle 5G che, anche se caratterizzate da prestazioni inferiori, sono in grado di operare in tempo reale su due soli moduli virtualizzati. Applicazioni realtime deterministiche Per poter eseguire differenti applicazioni realtime in maniera indipendente su un unico server edge, è necessario ricorrere a servizi di bilanciamento e consolidamento del server. Entrambi sono richiesti anche per il supporto, dal lato della piattaforma, di macchine virtuali in grado di operare in tempo reale, che forniscono le funzionalità server per sod- disfare le esigenze di comunicazione degli abbonati 5G. L’hypervisor realtime di Real Time Systems è, per esempio, ideale a questo scopo. Una virtua- lizzazione di questo tipo consente alle imprese di utilizzare le loro reti 5G private per applicazioni realtime eterogenee, ospitate su una singola piat- taforma server, sfruttando la tecnica dello slicing di rete. In questo modo, è possibile allocare risorse di sistema dedicate a singoli processi e task, per garantire un comportamento deterministico. I server on module di congatec sono già predispo- sti per supportare tali servizi e possono essere modificati in tempi brevi per includere le parame- trizzazioni necessarie per i servizi di co-locazione in realtime, dove le risorse sono condivise tra differenti applicazioni. Ciò consente agli operatori di fabbrica di predisporre data server ai margini della rete 5G, in grado di operare in realtime in maniera più efficiente per l’implementazione di servizi quali l’automazione delle macchine, il con- trollo di robot e la logistica automatizzata negli stabilimenti produttivi. Un ulteriore vantaggio di questi nuovi moduli è l’integrazione in modalità nativa di TSN nel pro- cessore. Se la logica della rete core 5G supporta anch’essa TSN, i moduli consentono uno scambio di dati standardizzato e una comunicazione conti- nua e trasparente dai sensori al cloud, utilizzando per esempio OPC UA come protocollo di comunica- zione aperto realtime. 5G-Acia (Alliance for connected industries and automation), un gruppo di lavoro di Zvei, la mag- giore associazione dei produttori tedeschi, sta sviluppando tutte le specifiche necessarie per quanto concerne la qualità del servizio (QoS), la protezione della rete e, soprattutto, l’integrazione di TSN. Tutto ciò potrebbe persino consentire co- municazioni isocrone in tempo reale esenti da jit- ter, dove i tempi di ciclo delle comunicazioni sono temporizzati in modo accurato e possono essere sincronizzati in entrambe le direzioni in un inter- vallo compreso tra 100 µs e 2 ms. In un prossimo futuro, le specifiche COM-HPC saranno ampliate per includere la sicurezza fun- zionale. I moduli che supportano tale funzionalità potranno quindi essere utilizzati come controllori principali per i veicoli autonomi impiegati in intra- logistica, come mezzi di traino, sistemi per il tra- sporto di pezzi, carrelli elevatori, veicoli utilizzati nelle catene di montaggio, oppure per coordinare il lavoro dei robot collaborativi. In questo modo, sarà possibile fornire moduli di elaborazione pre-certificati, che permetteranno agli utenti di sviluppare in modo più semplice e veloce nuove applicazioni che richiedono la sicurezza funzionale. Una soluzione ‘all in one’ I nuovi server on module in formato COM-HPC rap- presentano un vero e proprio punto di svolta per quanto concerne il design di server edge sotto 3 aspetti. La robustezza intrinseca di questi server equipaggiati con i nuovi processori della serie Xeon D di Intel ne permette l’implementazione nelle mi- crocelle delle reti 5G private, senza richiedere un condizionamento dell’aria aggiuntivo. Questo fat- tore, abbinato alla possibilità di operare in un in- tervallo esteso di temperatura, consente l’impiego dei nuovi server anche al di fuori dei tradizionali ambienti industriali, in applicazioni all’esterno o mobili, in settori quali agricoltura ed edilizia. I primi server on module in formato COM-HPC di congatec garantiscono significativi migliora- menti a livello sia di scalabilità, sia di presta- zioni, grazie a un’ampiezza di banda di memoria Le schede carrier custom possono anche essere progettate per celle 5G integrate nei lampioni Fonte: congatec