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TSN
(Time-Sensitive Networking)

デジタルトランスフォーメーションを加速させる統合ネットワークインフラ

TSNとは?

TSN(Time-Sensitive Networking)は、標準イーサネット上で時間確定性のある通信を可能にする標準規格群です。IEEE(米国電気電子学会)802.1規格(802.1AS、802.1Qbv、802.1CBを含む)で定義されているTSNは、特定のレイテンシ制限内でデータ伝送を保証するネットワークトラフィック管理の手法を実現します。これを実現するには、すべてのTSNデバイスが互いのクロックを同期し、産業用オートメーションおよび制御アプリケーションのリアルタイム通信を実現するために共通の時間基準を使用する必要があります。

時刻同期

IEEE 802.1AS標準に基づくタイムセンシティブ・ネットワーキングは、その名が示すように、統合インフラ内のすべてのTSNデバイス間で共通の時間基準を確立することに重点を置いています。この同期は、時間確定性のあるネットワーク通信の基盤となります。

低遅延

IEEE 802.1Qbv -Time-Aware Shaperで定義されたエンドツーエンドの通信に対する非交渉的な時間割り当ての概念を採用することで、TSNネットワークコンポーネントは、超低遅延で時間確定性のあるデータ通信を実現します。

卓越した信頼性

決定性ネットワーク環境のあらゆる側面を実装し、維持するために、IEEE 802.1CB標準に基づく最適な信頼性とセキュリティを確保するコンポーネント一式が定義されています。

リソース管理

TSNは、ネットワーク要件に応じてデバイスプロバイダーが組み込むことのできるリソース管理および可視化ツールを提供します。

TSNがデジタル変革を推進

製造業の自動化とデータ交換の現在のトレンドは、インダストリー4.0や産業用IoT(IIoT)としても知られており、デジタル処理技術に大きく依存しています。 製造業者にとって、工場内のセンサーや機器からリアルタイムのデータを収集・処理し、情報に基づいた意思決定を行うことは、困難な作業です。TSNは、今日の分散型ネットワークと将来の統合型ネットワークのギャップを埋めるものです。TSNは、標準イーサネットを強化し、標準化された時間確定的かつ高性能なネットワーキング機能を提供することで、さまざまな産業用イーサネットプロトコルを一つの統合ネットワークにシームレスに統合できるようにします。

これにより、産業オートメーションのエコシステムに参加する企業は、デジタル変革の潜在能力を最大限に活用し、より効率的で適応性が高く、インテリジェントなオペレーションを実現することができます。

Transitioning from a complex multi-layered Automation Pyramid to a streamlined, TSN-powered Autonomous Pyramid for improved interoperability, flexibility, and efficiency in industrial automation.

TSNアプリケーション

産業用オートメーションやスマート製造工場から自動車システムまで、TSNは標準イーサネットネットワーク上で高精度かつ低遅延の時間確定性のある通信を可能にすることで、重要なアプリケーションのパフォーマンスと信頼性を向上させ、業界に革命をもたらしています。 TSNのさまざまな用途を探り、それがさまざまな業界で革新と効率化を推進している様子をご覧ください。

家電製品の製造

家電製品の製造

ある有名な家電メーカーは、増え続けるデータ量の管理に苦労していました。既存のインフラでは、もはやパフォーマンスと精度に対する要求を満たすことができませんでした。これらの課題を克服するために、同社は自動化された生産ラインにTSNテクノロジーを統合し、最新のネットワークを構築しました。 また、リアルタイムで信頼性の高い決定性ネットワーク通信を確保するために、TSNイーサネットスイッチも導入しました。このアップグレードにより、工場の業務効率が改善され、生産時間が短縮され、リソース消費が最小限に抑えられ、収益性と持続可能性という目標を達成することができました。

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マスカスタマイゼーション

ある製品メーカーは、生産、組み立て、およびロジスティクスシステムを統合することで、生産サイクルとコストを削減したいと考えていました。TSN技術を使用することで、重要なネットワークトラフィックに優先順位を付けることが可能になり、高速ネットワーク、正確なモーションコントロール、および低遅延通信を実現しました。 この変革により、適応型生産、大量カスタマイズ、効率的な運用が可能になり、メーカーは多様な市場の需要に応え、インダストリー4.0およびIIoTの能力を強化することができます。

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水力発電所

水力発電所

ある水力発電所では、複数の制御ネットワークを統合することで、運用効率を改善するためにシステムのアップグレードを希望していました。 従来は、異なるシステムで異なるプロトコルが使用されていたため、メンテナンスにコストがかかり、複雑でした。 TSNテクノロジーを採用することで、発電所はこれらのネットワークを効果的に統合し、高速かつ正確な制御と、より強固なセキュリティ保護を実現しました。この統合により、リアルタイム通信が可能になり、効率が改善され、出力電力の迅速な調整が可能になるため、コスト削減と適応性の向上につながります。

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CNC旋盤

CNC旋盤

大手産業機械メーカーは、TSNテクノロジーを使用して複数のCNC旋盤アプリケーションを統合し最適化しました。TSNを導入することで、リモートI/Oとマシンビジョンカメラをシームレスに統合し、正確なデータ伝送を確保しながらメンテナンスを削減することができました。 このアップグレードにより、同社は重要な機械の制御に決定論的通信を実現し、拡張性を向上させることが可能になりました。それだけでなく、さらに高度な機械の効率性と潜在能力を向上させることができます。

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TSNに関するよくある質問(FAQ)

産業分野が相互接続性とインテリジェントな運用を重視する方向に進化するにつれ、TSNの重要性も高まっています。TSNについて初めて知る方にも、より深い理解を得たいベテランの方にも、このセクションではよくある質問にお答えし、TSNが産業用ネットワークの状況をどのように変えるのかを詳しく説明します。

TSNは、決定論的で低遅延、低ジッターのデータ伝送を提供することで、標準イーサネットのパフォーマンスを向上させるように設計されています。イーサネットは基本的にベストエフォートで先着順に動作しますが、TSNは正確なタイミングでデータが配信されることを保証します。 この機能を実現するために、TSNは802.1Qbv時間認識整流器や802.1AS時間同期を含む、多数のIEEE 802.1規格を使用しています。これらの機能により、TSNは産業オートメーションなどの分野において不可欠なツールとなっています。

  • パフォーマンス:TSNは、高速ネットワーク、大容量データ伝送、高精度なモーションコントロール、低レイテンシを提供し、これらすべてがネットワークパフォーマンスの大幅な改善に貢献します。
  • 柔軟性:TSNは標準イーサネットをベースとしており、幅広いネットワーク機器をサポートできます。さらに、TSNはイーサネットネットワークにさらに高度なアプリケーションを追加することを可能にします。
  • 信頼性:TSNはネットワークトラフィックに優先順位を付けることで、リアルタイム通信を可能にし、時間的に重要なデータを適切なタイミングで適切な宛先に確実に配信します。
  • セキュリティ:TSNは時間的に重要なデータ伝送に優先順位を付けることでネットワークセキュリティを強化し、不正なデータがネットワークに流入するのを防ぎます。

ITシステムとOTシステムを統合ネットワークに統合することは、より効率的な生産プロセスと運用効率の向上に向けた重要なステップです。しかし、これほどまでに異なり、孤立したシステムを単一のネットワークに統合することは容易ではありません。 しかし、統合ネットワークにはいくつかのユニークな利点があります。

  • 標準化された通信:通信に単一の業界標準を使用することで、やりとりが簡素化され、システム間の互換性が確保され、AIなどの高度なアプリケーションを採用する可能性が開かれます。
  • アクセス性の向上:統一ネットワークでは単一の言語のみを使用するため、従業員は異なるベンダーの独自プロトコルを習得する必要がなく、ネットワークの操作やメンテナンスを容易に行うことができます。
  • 費用対効果:TSNは機器やプロトコルの要件を簡素化し、ネットワークインフラを合理化することで、運用コストを削減します。

TSN技術の最新動向

TSN技術の最新ニュースと開発動向をお知らせします。TSNが産業用ネットワークをどのように進化させ、通信インフラの未来を形作っているか、重要な洞察やリソースをご覧ください。

TSNネットワークの構築にMoxa製品がどのように役立つか

Moxa TSNスイッチは、最新の産業用ネットワークの厳しい要求を満たします。Moxa TSNスイッチは、リアルタイムデータ交換のバックボーンとして、幅広いアプリケーションに時間確定的な通信、低遅延、高信頼性を提供します。 既存のネットワークをアップグレードしたい場合でも、ゼロから新しいネットワークを構築したい場合でも、当社のTSNスイッチは比類のないパフォーマンスと柔軟性を提供します。

TSNスイッチを展示

Moxaはパートナー企業と共にTSNの開発を推進

Moxaは、Avnu Allianceの先駆的なデバイス認証プログラムに貢献できることを嬉しく思います。このプログラムは、IEEE SA 802.1規格に基づくタイムセンシティブ・ネットワーキング(TSN)機能を認証する業界初のプログラムです。 テストパートナーとして、私たちはこれらの規格をテスト仕様に落とし込み、プロジェクトの実現可能性を確保するためにイーサネットスイッチなどのデバイスをカバーするテストケースを確立するお手伝いをしました。

Moxaは、フィールドレベルでのOPC UAとTSN統合を推進するOPC Foundation Field Level Communications(FLC)運営委員会の初期メンバーです。委員会は、統合オートメーションネットワークのセンサからクラウドへの途切れない接続性を確保するために、OPC UA TSNエコシステムを監督しています。

テクノロジー互換性テストベッドへの参加

Moxaは、革新的な産業用接続技術とソリューションを提供し続けることを約束しており、TSNの相互運用性を厳密にテストするために、他の業界リーダーと協力し、市場に投入する前に開発中の製品の安定性と信頼性を確保するために全力を尽くしています。

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