Ethernet TSN(time sensitive network)とは

IEEE 802.3 や 802.1 系の仕様は、昔、ネットワーク向けASICを設計していたころにさんざん読んだ記憶があります。

そのあたりのトレンドはすっかり分からなくなってましたが、最近、802.1 系の TSN : time sensitive network なるものがあることを知ったので、ちょっと調べてみました。

ASIC 用の IP も既に出ているようです。

ソシオネクスト、TSN規格対応のIPを開発
ソシオネクストは、FPGAやASICへの実装が可能なタイムセンシティブネットワーク(TSN:Time Sensitive Network)IPを開発した。

FPGA用の IP も既にあるようです。

100M/1G TSN Subsystem
ザイリンクスが提供する 100M/1G TSN Subsystem により、製品をより短期間で市場投入できるようになり、低レイテンシで確定的なタイミングを要件とする産業用/車載用アプリケーション開発を加速させます。

TSN に関する概要説明は、たとえばこんなのがあります。

Time Sensitive Networks: Real-Time Ethernet | Analog Devices
Discussions on Ethernet are giving rise to increasing demands for secure data transmission and real-time. This is where the issue of time sensitive networking (...
TSN(Time-Sensitive Networking):インダストリアルIoT(IIoT)の実現に向けた高信頼通信
Developing applications and devices for the Internet of Things (IoT) poses unique challenges. Because IoT may be expected to perform for many years, developers ...

キーポイントは下記のようなところでしょうか:

  • OSI モデルの第2層(データリンク層)のはなし
  • リアルタイム性をどう保証するかというところの技術
  • 既存のイーサネットハードウェアインフラをそのまま利用可能

もともとのイーサネット 802.3 は、CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)といわれるやつで、

何かを送りたい人が複数いてぶつかっちゃったら、少し待ってもう一度やり直す

という、のんびりした仕様です。

Ethernet LAN - CSMA/CDとは
Ethernet LANのCSMA/CDについて解説。

なので、いついつまでにこのデータを届けなければいけない、というリアルタイム性が問われる場面だと保証できないことになってしまうので、それをどうにかするための仕様、ということなのでしょう。

実際にそれを実現するための 802.1 下位規格がいくつかあるようです。

また、産業用イーサネットとしては EtherCAT というのがありましたが、そういうのとも共存はするようです。

https://www.ethercat.org/download/EtherCAT_and_TSN_Introduction_JP.pdf

ぼんやりとですが概要は理解できた、という状態なので、もし本当に深堀りが必要な状況になったらまた勉強したいと思います。

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