在工业4.0的大环境下,很多制造商开始利用工业物联网(IIoT)技术来优化生产和运营,从而部署了更高效的设备,同时也需要更快速的网络来保证机器人的高效工作。传统以太网协议已经很难支撑现有的新技术和新设备,这时则需要有一套兼容性高的技术能支持时钟同步及复杂的协议,以实现时间敏感数据的实时传输,这时就用到了TSN技术

光路科技推出TSN交换机

经过长期的研发和测试,光路科技为智能制造、智能电网、轨道交通及其它5G应用提供了时间敏感型数据传输解决方案,推出了TSN系列交换机,它们具有确定性时延以及多协议传输能力,这些TSN交换机的低延迟、低抖动、高可靠性能,保证了数据的确定性传输和网络复用性。

光路科技TSN交换机
Fiberroad TSN Switch

TSN交换机的主要特色

TSN的全称Time Sensitive Networking,即时间敏感网络,是IEEE定义的标准技术,位于OSI模型的第2层(数据链路层),用于扩展当前以太网网络的功能,可在标准以太网上实现确定性消息传递。TSN技术通过利用时间同步方法(IEEE 802.1AS)和分时方法(IEEE 802.1Qbv)来确保确定性通信。

相比传统以太网通信,TSN技术可以混合实时通信和非实时通信。TSN能够将确定性服务降到微秒级,降低整个通信网络复杂度,实现信息技术 (IT)与运营技术(OT)融合,其具有精准的时钟同步能力,确定性流量调度能力,以及智能开放的运维管理架构,可以同时保证多种业务流量的高质量传输,不但提高了性能,而且减少了成本。

下表是光路科技TSN交换机支持的IEEE802.1关键协议:

IEEE 802.1ASgeneralized Precision Time Protocol 通用精确时间协议。确保时钟同步,并达到微秒级甚至纳秒级的精度误差。
IEEE 802.1QbvEnhancements for Scheduled Traffic 增强预定流量,通常也被称为时间感知流量整形(TAS)。
IEEE 802.1QccSRC增强功能和性能改进
IEEE 802.1Qav队列及转发协议。时间敏感流的转发和排队增强(FQTSS)
IEEE 1588 (PTP V2)Precision Time Protocol 精确时间同步协议。
Fiberroad TSN Switch - IEEE802.1

TSN交换机将面向更多应用

新的工业控制需求,已经不允许在网络停止运行期间进行网络配置。光路科技的TSN交换机,通过IEEE 802.1Qcc 引入集中网络控制器(centr alized network configuration,CNC)和集中用户控制器(centralized user configuration,CUC)来实现网络的动态配置,可以在网络运行时灵活地配置新的设备和数据流,保证设备高效运行。

TSN技术已经在汽车网络开始应用,而在工业自动化、智能电网及诸多的5G NR网络还属于起步阶段。光路科技将根据各个行业实际应用场景进行研发,进行定制化解决方案研究,并推出面向不同行业领域的TSN交换机。

Voice VLAN
Voice VLAN

什么是Voice VLAN?

VLAN是虚拟局域网,而Voice VLAN(语音VLAN),顾名思义,就是专门为用户的语音数据流构建的虚拟局域网,它能保证语音流量与其他流量在广播时的完整性。也就是说,如果同时交付数据、视频等其他业务,Voice VLAN将被优先考虑并以更高的转发优先级进行广播。

物联网和工业物联网需要Voice VLAN

基于IP的物联网和工业物联网(IIoT)需要Voice VLAN 来确保高质量的语音数据传输。配备 VoIP 接口的设备可以使用Voice VLAN来创建数字语音设备专用的纯语音VLAN。这是一个潜在的创新功能,特别是对于数字工业控制器连接到模拟设备的工业网络(IIoT)设备。

Voice VLAN是如何工作的?

首先,我们可以通过两种方式识别语音数据流,一种是通过识别接收数据包的源MAC地址(基于MAC地址的模式),另一种是通过识别接收数据包的 VLAN标记(基于VLAN的模式)。

Voice VLAN
Voice VLAN - Switch

网络交换机可以根据数据包中的源MAC地址确定数据流是否为语音流。如上图所示,从 IPcam 和 IP电话接收数据包后,交换机将向数据包添加Voice VLAN 的标记,并在源MAC地址与配置的 OUI 匹配时增加其优先级,或者为 PVID 添加一个标记,如果数据包不匹配,则保持数据包不优先。

Voice VLAN的三个直接作用

  1. 当在网络上使用网络交换机上的 802.1Q 在上行链路上配置和中继多个 VLAN 时,它可以确保你的 VoIP(网络电话)设备不必直接处理来自数据 VLAN 的所有广播和其他流量。
  2. 在某些情况下,语音VLAN 可以更轻松地标记 QoS 数据包并为 VoIP电话配置 TFTP 和 DHCP 服务,从而简化网络配置。
  3. 语音VLAN可以为不同语音数据分配优先级,确保数据高质量传输。

怎样通过光纤网络交换机配置Voice VLAN?

在基于 VLAN的模式下,有两个主要步骤需要配置:

  1. 网络交换机上创建VLAN,并向VLAN添加接口,实现二层互通。
  2. 将 VLAN 配置为Voice VLAN,并使用基于 VLAN 的Voice VLAN。
网络交换机配置Voice VLAN
网络交换机配置Voice VLAN

在基于MAC地址的模式下,有三个主要步骤需要配置:

  1. 在网络交换机上创建VLAN,并向VLAN添加接口,实现二层互通。
  2. 配置 OUI(组织唯一标识符)以匹配接收数据包的源MAC地址。
  3. 在接口上配置Voice VLAN功能。
Voice VLAN - OUI
Voice VLAN - OUI
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