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34 www computerautomation de ● 9 20 -Serie Erreichung der Garantien in der TSNDomäne benötigt und bei der Definition der Domäne vorgegeben wird Einzelne Geräte können durchaus auch noch zusätzliche Mechanismen bereitstellen Die Nutzung solcher Mechanismen bringt allerdings nur eingeschränkt weitere Vorteile da sie nicht zwangsläufig überall vorhanden sind Eine weitere Eigenschaft einer TSN-Domäne ist dass innerhalb einer Domäne nur eine Konfigurationseinheit im zentralen Fall nur eine Centralized Network Configuration CNC möglicherweise aber mehrere Centralized User Configuration CUC aktiv sein darf sodass sich die Netzwerk-Konfiguration immer konsistent halten lässt und nur von einer Stelle aus gesteuert wird Das Zusammenspiel dieser einzelnen Komponenten ist in Bild 1 dargestellt und gewährleistet ein einheitliches Verhalten des Netzwerk-Verkehrs der mittels der TSN-Mechanismen gesteuert wird Das exakte Verhalten lässt sich an die Applikationen das Netzwerk oder die verwendeten Protokolle angepassen basiert aber immer auf den Features und Eigenschaften die domänenweit zur Verfügung stehen Ein konkretes Beispiel Durch eine klare Modellierung des Verhaltens von End Stations und Bridges mittels der minimalen Funktionen kann eine Trennung zwischen Applikationsund Netzwerk-Anforderungen entstehen Am Beispiel OPC FLC ist dies deutlich zu sehen Dort werden zunächst in der Planungsphase ausschließlich die Applikations-Anforderungen bezüglich Datenmenge und zeitlichem Verhalten modelliert Hierbei lassen sich alle gängigen Traffic-Modelle wie Deadline CyclicLatency oder Bandwidth beschreiben Bei der Integration geht es um ein allgemeines Setup des Netzwerks in dessen Rahmen bereits spezifische Richtlinien vorkonfiguriert werden Beispiele dafür sind Domänengrenzen an welchen Ingress Shaping angewandt werden soll oder die Zeitsynchronisation innerhalb einer Domäne Im finalen Schritt der Operational-Phase melden sich Applikationen mit ihren Applikations-Anforderungen im Netzwerk an Diese werden dann passend zu den in der Domäne bereits konfigurierten Netzwerk-Richtlinien und den in den TSNBridges vorhandenen Eigenschaften und Mechanismen aufgelöst Dies resultiert in einer Konfiguration des Netzwerks die sicherstellt dass die existierenden Qualityof-Service-Anforderungen eingehalten werden In der Vergangenheit war das Einbinden von neuen Applikationen in existierende Netzwerke eine Aufgabe die hauptsächlich manuell vorzunehmen war sofern die Einbindung eine Änderung der QoS-Konfiguration nach sich zog Da Konfigurationen jedoch schnell komplex werden können besteht bei einer manuellen Neukonfiguration ein erhebliches Risiko dass sich Fehler in die Konfigurationen einschleichen Daher ist es für einen einfachen und flexiblen Einsatz der komplexeren Mechanismen aus dem TSN-Baukasten wichtig die Übersetzung von Applikations-Anforderungen in eine Konfiguration zu automatisieren Dies geschieht wie in Bild 2 dargestellt im zentralen Konfigurationsmodell innerhalb einer TSN-Domäne mithilfe von CUCs und der CNC Für OPC-UA-Applikationen arbeitet die Working Group OPC UA TSN an der Standardisierung der Endgeräte-Schnittstelle Basierend auf den in IEEE Std 802 1Qcc spezifizierten Modellen übermitteln End Stations ihre Applikations-Anforderungen per OPC UA und die CUC und warten auf die StreamKonfigurationen die nach erfolgreicher Berechnung und Konfiguration zurückgeliefert werden In Testbeds hat sich allerdings bereits vor einiger Zeit gezeigt dass die in IEEE Std 802 1Qcc definierten grundlegenden Datenstrukturen nicht ausreichend sind um einen einheitlichen Konfigurations-Workflow zu ermöglichen Bild 1 Physikalisches Netzwerk mit logischen zentralen Konfigurationseinheiten Bild Hirschmann