SETTEMBRE 2013
FIELDBUS & NETWORKS
49
il traffico dati in tempo reale. Sono già disponibili sul
mercato i primi prodotti compatibili con la Generazione
1 dello standard.
Ieee 802 scopre l’automazione
industriale
Perché Generazione 1? Perché è in preparazione una
seconda generazione, che disporrà di nuove e più
potenti opzioni. Nella definizione degli obiettivi e dei
meccanismi estesi di questa seconda generazione
sono coinvolti rappresentanti di rilievo di Hirschmann
Automation & Control, Siemens e dell’Università di
Deggendorf. Le estensioni proposte si concentrano sui requisiti dell’au-
tomazione industriale. Nel frattempo, comunque, stanno partecipando
attivamente al gruppo di lavoro anche rappresentanti dei principali pro-
duttori automobilistici e dei loro fornitori. Il loro obiettivo è riuscire a
utilizzare tecnologie in tempo reale nelle applicazioni Ethernet a bordo
di autoveicoli. Con questo scopo sono già partiti diversi progetti nel
gruppo di lavoro Ieee 802.1. Il progetto Ieee P802.1ASbt specifica le
estensioni e i miglioramenti all‘Ieee Std. 802.1AS. Questo include pro-
blematiche legate alla tolleranza di errori nella sincronizzazione tem-
porale, la specifica di meccanismi di ridondanza per la sincronizzazione
temporale ed il supporto di domini a tempo multiplo per diversi tempi
di trasmissione.
Ieee P802.1Qbv
Lo Shaper standardizzato per l’AVB di Generazione 1 rende possibile
determinare la massima latenza possibile del flusso. La garanzia di
latenza che ne deriva è nella gamma di pochi millisecondi. Il progetto
di standardizzazione Ieee P802.1Qbv definisce il nuovo Shaper a base
temporale (Time Aware Shaper), che descrive sia l’immissione su base
temporale di messaggi nella rete, che il routing su base temporale dei
messaggi nella rete (verso gli switch). Ne risulta una latenza minima
garantita per questo nuovo tipo di traffico, (Scheduled Traffic). Il colle-
gamento di questo metodo con gli switch cut-through riduce ulterior-
mente la latenza. Possono essere ottenute latenze dell’ordine di pochi
microsecondi in reti Gigabit per ogni switch cut-through.
IEEE P802.1Qbv: Questo progetto definisce essenzialmente le esten-
sioni per il Shortest Path Bridging (SPB). SPB è un protocollo di routing
di Livello 2, che permette la comunicazione attraverso il percorso più
breve in una rete. Questo consente di utilizzare la rete in modo più
efficiente e di ottenere un migliore tempo di riconfigurazione, ad esem-
pio, rispetto al protocollo Rapid Spanning Tree. Le estensioni rendono
possibile, da una parte, utilizzare l’AVB in combinazione con l’SPB e
di utilizzare il suo SPB, mentre, dall’altra parte, vengono definiti nuovi
meccanismi che permettono di identificare e utilizzare percorsi ridon-
danti all’interno della rete, in base ad un algoritmo di routing.
Ieee P802.1Qbv
Viene definito un meccanismo di prelazione all’interno di questo pro-
getto per migliorare la convergenza tra classi di traffico esistenti e
ridurre la latenza del traffico dati. Questo meccanismo permette allo
switch di interrompere la trasmissione di frame di dati già in transito
per trasmettere frame con priorità più alta. La trasmissione del frame
interrotto viene quindi ripresa.
Dato che questo tipo di meccanismo richiede un supporto nei livelli
inferiori del modello ISO/OSI, sono necessarie delle modifiche negli
standard Ieee 802.3, alle quali sta lavorando il nuovo gruppo di studio
Ieee 802.3 DMLT: il gruppo di studio Distinguished Minimum Latency
Traffic in a Converged Traffic Environment, fondato nel novembre 2012,
dovrà esaminare i meccanismi per ridurre la latenza e migliorare la
convergenza di diverse classi di traffico in una rete. Il piano prevede
che il gruppo di studio operi in stretta cooperazione con il gruppo Ieee
802.1 allo sviluppo di una concezione complessiva, che permetta in
buona sostanza di soddisfare i requisiti del settore automobilistico e
dell’industria. In base alle ultime indicazioni, il gruppo di attività AVB
è stato rinominato gruppo di attività Time Sensitive Networking (TSN)
nel novembre 2012.
Verso la fase finale
I meccanismi di tempo reale forniti da AVB o TSN in futuro formano la
nuova base dello standard Ethernet, sulla quale potranno svilupparsi i
protocolli di applicazioni industriali. I protocolli speciali, come Profinet
IRT ed altri, che sono ancora necessari oggi pur non essendo conformi
allo standard Ethernet, diverranno così obsoleti. Questo avverrà per-
ché i protocolli standard come Profinet RT, Ethernet/IP e Modbus/IP
potranno utilizzare meccanismi di tempo reale di AVB/TSN disponibili
nei chipset Ethernet. Gli utilizzatori finali dovranno pazientare ancora
per un po’ di tempo.
Tuttavia, per i costruttori di dispositivi, è arrivato il momento di misu-
rarsi con l’AVB di Generazione 1 e di preparare i loro prodotti e i loro
protocolli per il passaggio alla seconda generazione (TSN).
Note
* Peter Fröhlich direttore business development di Hirschmann Automation&Control a
Neckartenzlingen, professore di sistemi integrati all’Università di Deggendorf
** Christian Boiger, assistente di ricerca all’Università di Deggendorf
*** Oliver Kleineberg, programmanager di Tofino Security presso la Byres Security Inc
Fonte: www.morguefile.com
Fonte: www.morguefile.com
