物联网将迎来新一代网络标准

为了实现工业IoT（物联网），使用单一网络基础设施将运营技术（OT）与信息技术（IT）的世界整合到一起。美国国家仪器公司（NI）在其内部会议"NIWeek 2016"（8月2～5日在美国奥斯汀）上演示了新一代网络标准"时间敏感网络（TSN）"。

NI首席营销官兼TSN负责人Todd Walter在8月3日的主题演讲上登台，与开发合作伙伴——思科系统的解决方案架构师Paul Didier及英特尔高级主任工程师Kevin Stanton一起，实际演示了用TSN构建的工业IoT系统。系统末端连接的致动器及传感器的测量和控制用控制器由NI开发，连接控制器的网络交换机由思科系统开发，在测量和控制用控制器上驱动的以太网控制器IC由英特尔开发。

TSN是以以太网为基础的新一代网络标准，具有时间同步、延时保证等确保实时性的功能。现在，IEEE802.1工作组已经成立了TSN任务组，正在制定相关标准。另外，2016年春季，工业IoT推进团体工业互联网联盟（IIC）创办了TSN"测试平台"，除上述三家企业外，还有德国博世力士乐、德国库卡（KUKA）、法国施耐德电气、奥地利TTTech及OPC基金会等参与验证试验。这个测试平台设在NI在奥斯汀的总部内。

演示中采用的系统用2台网络交换机将4台测量和控制用控制器连接起来。各控制器在对NI公司LOGO形状的LED照明进行亮灯控制的同时，利用致动器来转动设在LED照明前面的叶轮。LED照明的亮灯频率和叶轮转速设定为始终能很好地看到该LOGO的数值。另外，还与这些控制并行，从某控制器向其他控制器传输大容量数据。



如果采用非TSN网络标准运行上述系统，由于在LED照明亮灯控制及致动器旋转控制过程中穿插进行大容量数据传输，因此无法保持时间同步，由LED照明构成的NI公司LOGO看起来很乱。而采用TSN时，即使在进行LED照明亮灯控制和致动器旋转控制的同时，并行实施大容量数据传输，也能保持时间同步。这是因为TSN具有优先传输重要度高的数据包的功能以及将延时控制在一定值以下的功能。

通过采用这种TSN，严格要求实时性的控制和传感器数据这种大容量数据的传输可在同一网络内实现。一般来说，工厂的现场网络等存在因层次和用途而异的多种网络标准，通过统一成TSN，估计可以削减成本和提高可靠性。另外，与现场的控制系统（OT）和数据分析等信息系统（IT）连接也变得轻松。NI将整合了OT与IT的网络叫做"Converged Network"。

为了在制定网络标准和用测试平台进行验证实验的同时，积极听取用户的意见，NI将从2016年底开始面向部分客户，作为"Early Access Technology Release"提供支持TSN的控制器"cRIO-9039"和"cRIO-9035"。

作为已经在讨论应用TSN的事例，NI介绍了以美国橡树岭国家实验室为中心正在推进的智能电网。除了作为供电基础的主电网外，该智能电网还连接了风力发电、光伏发电及固定式电池等，根据情况由各电网向负荷端提供交流电。不过，该实验室的电力与能源系统部门负责人Mark Buckner指出，供电时需要供电端与受电端的相位以100μ秒为单位保持同步，而实现这一点就要靠TSN。