TSN und 5G für industrielle Anwendungsfälle
5G-ACIA hat das Whitepaper „Integration of 5G with Time-Sensitive Networking for Industrial Communications“ veröffentlicht. Das Whitepaper identifiziert die Anforderungen industrieller Anwendungen und beschreibt die funktionalen Fähigkeiten, die für eine nahtlose Integration von 5G mit zeitkritischen Netzwerktechnologien (TSN) erforderlich sind.
Die drahtlose Kommunikation der fünften Mobilfunkgeneration und zeitkritische Netzwerktechnologien sind der Schlüssel für die zukünftige industrielle Kommunikation: 5G für drahtlose Konnektivität und zeitkritische Netzwerktechnologien für kabelgebundene Konnektivität. Beide Technologien wurden entwickelt, um konvergente Kommunikation für eine Vielzahl von Diensten auf einer gemeinsamen Netzwerkinfrastruktur zu ermöglichen, auch für zeitkritische Anwendungen, die eine deterministische, zuverlässige und latenzarme Kommunikation erfordern.
TSN ist als die primäre Netzwerktechnologie für die industrielle Automatisierung anerkannt, wie in den offenen Standards von IEEE 802.1 spezifiziert. In dem Whitepaper werden dafür die wichtigsten TSN-Funktionen beschrieben, darunter TSN Traffic Scheduling (IEEE 802.1Qbv), Perstream Filtering und Policing (IEEE 802.1Qci), Zeitsynchronisation (IEEE 802.1AS), Frame Replikation und Eliminierung für Zuverlässigkeit (IEEE 802.1CB) und TSN-Netzwerkkonfiguration (IEEE 802.1Qcc). Zudem werden die laufenden Arbeiten in der IEC/IEEE 60802 zur Definition eines TSN-Profils für die industrielle Automatisierung näher beleuchtet. Darüber hinaus werden typische Anwendungsfälle für TSN in der Industrieautomation, verschiedene Verkehrsarten sowie die entsprechenden Kommunikationsanforderungen skizziert.
Mit der Einführung von TSN und 5G können erhebliche Vorteile für industrielle Anwendungsfälle erzielt werden, zum Beispiel durch eine erhöhte Flexibilität beim Einsatz von industriellen Geräten und dem Netzwerk. Dies erfordert, dass 5G eine robuste Unterstützung für Ethernet-TSN-Kommunikationsdienste und Interworking mit kabelgebundenen TSN-Netzwerken besitzt. Die standardisierten Fähigkeiten von 5G, die zur Unterstützung von TSN-Diensten erforderlich sind, werden außerdem im Whitepaper beschrieben. Diese basieren auf den 3GPP Release 16 und den Erweiterungen von Release 17. Die Integration von 5G- und TSN Konnektivität wird für verschiedene Anwendungsfallkategorien untersucht, das sind Controller-zu-Controller, Controller-to-Controller, Controller-to-Device und Device-to-Compute-Kommunikation.
Das Whitepaper zeigt auf, dass 5G mit allen notwendigen Unterstützungen standardisiert wurde, um sich nahtlos in industrielle TSN-Netzwerke zu integrieren. Die zukünftige Entwicklung von TSN muss jedoch mit den 5G-Erweiterungen in den kommenden Versionen übereinstimmen. Insbesondere muss der 5G-Standard mit der Entwicklung des industriellen Automatisierungsprofils für TSN, die im Rahmen der IEC/IEEE 60802 stattfindet, abgestimmt werden, um eine angemessene Unterstützung für das Interworking in nahtlos integrierten 5G-TSN-Netzen der Zukunft zu gewährleisten.
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Weitere Informationen finden Sie hier: 5G-ACIA.