來源：TSNLAB 微信公眾號
IEEE 802.1Q-2022 Clause 46.1中定義了3種TSN網(wǎng)絡(luò)配置模型，包括：完全分布式模型, 網(wǎng)絡(luò)集中配置/用戶分布配置模型，完全集中配置模型。IEC/IEEE 60802 選擇使用 完全集中配置模型作為TSN應(yīng)用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的配置模型，在IEEE P802.1Qdj/D1.1對完全集中配置模型做了更新，如下圖所示：
CNC（Centralized Network Configuration，網(wǎng)絡(luò)集中配置器)，用于代表TSN應(yīng)用（用戶）完成網(wǎng)絡(luò)資源的集中配置；CUC (Centralized User Configuration, 用戶集中配置器)，用于發(fā)現(xiàn)TSN終端節(jié)點、獲取終端節(jié)點能力、用戶網(wǎng)絡(luò)需求、配置終端節(jié)點TSN功能。
最新修訂有兩點變化，1）CUC可以是獨立的或嵌入到TSN終端設(shè)備的一個或多個功能實體；2）CNC需要通過NETCONF+YANG 完成對TSN終端設(shè)備的配置。
TSN對工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的價值主要體現(xiàn)在以下兩個方面：
1. 對于工業(yè)終端設(shè)備，工業(yè)SOC、MCU集成TSN網(wǎng)絡(luò)功能將會是必然的趨勢，結(jié)合TSN芯片量大，成本低的優(yōu)勢，將會替代一些目前使用特定工業(yè)以太網(wǎng)芯片的設(shè)備，特別是與上層應(yīng)用生態(tài)弱耦合的工業(yè)終端設(shè)備，比如：帶通信接口的變頻器、伺服驅(qū)動器、遠(yuǎn)程I/O等。
2. 對于制造業(yè)用戶，復(fù)雜的組網(wǎng)架構(gòu)、不斷增加的設(shè)備接入需求也對企業(yè)IT、自動化運維人員帶來了大量組網(wǎng)配置負(fù)擔(dān)，這在離散制造企業(yè)尤為明顯。采用TSN網(wǎng)絡(luò)可以使不同廠家的控制系統(tǒng)實現(xiàn)鏈路層的互操作，支持在同一個TSN網(wǎng)絡(luò)中不同廠家設(shè)備、系統(tǒng)的高效集成，避免網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備的重復(fù)投資。
要實現(xiàn)以上目標(biāo)需要解決TSN與現(xiàn)有工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成的問題，下面舉例說明其中存在的困難，以及目前標(biāo)準(zhǔn)化過程逐漸呈現(xiàn)出來的實現(xiàn)手段：
上圖描述了如何借助廠家W、Z網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成的TSN網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)廠家X的控制器A與廠家Y設(shè)備B、C之間TSN數(shù)據(jù)流的配置。過程涉及至少三個角色工程師，使用不同廠家提供的組態(tài)工具、網(wǎng)絡(luò)配置工具完成TSN網(wǎng)絡(luò)的配置過程，描述如下：
Step1：熟悉廠家X控制系統(tǒng)的自動化工程師，使用組態(tài)工具X完成對控制器A（發(fā)送、接收）通信數(shù)據(jù)的組態(tài)，包含：通信周期、目標(biāo)通信地址、傳輸優(yōu)先級、端到端時延等QoS需求信息，并下發(fā)至控制器A。
Step2：熟悉廠家Y控制系統(tǒng)的自動化工程師，使用組態(tài)工具Y完成對設(shè)備B、C（發(fā)送、接收）通信數(shù)據(jù)的組態(tài)，以及與Step1中相同QoS信息的定義，并下發(fā)至設(shè)備B、C。
Step3：網(wǎng)絡(luò)工程師分別使用配置工具W、Z或者CNC提供的統(tǒng)一配置接口，完成對網(wǎng)絡(luò)控制器W、Z的配置，配置信息分為兩類：
•CNC借助IEEE 802.1Q-2022（IEEE 802.1Qdj增補）定義的UNI接口，完成與CUC的配置信息交換，包括：每個數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)幀的標(biāo)識，以及對網(wǎng)絡(luò)側(cè)的QoS需求等信息（可參考IEEE 8021Q-2022, Clause 46 TSN Configuration）。
•CNC (NETCONF Client)借助IEC/IEEE 60802定義的YANG模型接口，完成對TSN終端設(shè)備（控制器A、設(shè)備B、C，支持NETCONF Server），以及TSN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（TSN交換機W、Z，支持NETCONF Server）的配置下發(fā)，包括：數(shù)據(jù)路徑信息、數(shù)據(jù)流表、門控周期、門控列表、可搶占幀等信息。
注：
•組態(tài)工具X與控制器A之間可以采用廠家特定接口通信，如：OPC UA C/S
•組態(tài)工具Y與設(shè)備B、C之間可以采用廠家特定接口通信，如：Profinet
•配置工具W、Z與網(wǎng)絡(luò)控制器W、Z之間可以采用廠家特定接口
更理想的情況是，將（工業(yè)自動化）組態(tài)工具與（網(wǎng)絡(luò)）配置工具“合二為一”。即由組態(tài)工具X基于自動化業(yè)務(wù)的配置，自動獲取和轉(zhuǎn)換為CNC所需要的QoS信息，并發(fā)送給CNC。甚至，把CNC作為一個功能模塊，開發(fā)到組態(tài)工具之中。這樣，在使用TSN的時候，自動化工程師仍然像以往一樣使用組態(tài)工具就可以了，不需要網(wǎng)絡(luò)工程師進行額外的協(xié)助。