最近與很多朋友談到OPC UA TSN，大家都還挺感興趣，因此藉着要爲會議寫一份Q&A機會把思路整理，也與大家分享，另外也是公衆號有快一個月沒有內容了，實在是覺得需要貢獻。

1.TSN技術是怎麼發展而來？

TSN-Time Sensitive Network,很有意思的是，TSN最初源於音/視頻通信，即在劇院的音視頻方面的信號傳輸，就像世界盃會有非常多的攝像機位，高清視頻與音頻需要同步，並容量較大。後來汽車行業將其應用於未來的輔助駕駛（ADAS），開發了IEEE802.1AVB(Audio/Video Bridge)，在2012年IEEE成立了IEEE802.1TSN工作組，擬將其應用於工業實時通信，以解決目前標準以太網無法提供實時數據傳輸問題，以及在同一通道中傳輸不同類型數據（週期性與非週期性數據）。

2.OPCUA TSN屬於誰家？

OPC UA TSN嚴格意義是“標準與規範”，實現的硬件軟件根據不同廠商自己定義，例如OPCUA是跨平臺的在Windows,Linux,VxWorks等不同操作系統均可實現，而TSN可以採用不同家公司的處理器Intel、XINLINX、TI、ADI等均提供相應的開發支持服務。

OPC UA由OPC UA基金會運營，它是非盈利組織，而TSN則由AVnu、IIC、OPC UA基金會成立的非盈利組織共同運營，推動此項技術的發展，因此，OPC UA TSN技術不屬於私有技術，任何加入OPC UA基金會的公司都可分享此項技術。

3.OPC UA TSN會替代現有的總線嗎？

就短期而言，尚不會替代目前的POWERLINK、Profinet等現場總線以及基於以太網的實時總線技術，畢竟現存技術的安裝節點量非常大，會有一個較長的過程，TSN目前相關的標準在IEEE剛剛完成（IEEE802.1ASrev,IEEE802.1Qbv,IEEE802.1Qbu，有些標準尚未完全制定完成（IEEE902.1Qcc），而且產品方面是測試階段，按計劃2019年初貝加萊會先推出批量化集成TSN的I/O與控制器產品，而OPC UA則在現有的很多主流的控制器中已經部分或完全集成。

但是，OPC UA TSN是工業互聯網，協同製造的關鍵，必須通過此通道才能實現真正的垂直、水平、端到端的集成，因此，它是一個必然的趨勢，包括來自IT領域的企業如華爲、思科、Intel、XILINX等IT廠商，他們需要推進雲、AI技術等在製造業的應用，因此，這個力量會比較強大，而目前主流的自動化廠商ABB及其旗下B&R，也包括其它廠商如SIEMENS、Bosch Rexroth、Rockwell AB等均已經推出進入測試階段的TSN技術與產品，因此，在可預見的未來，OPC UA TSN將成爲一個主流的技術。應該說，TSN技術會較之以往的通信技術發展更快。

技術最主要服務於應用的需要，而工業互聯、智能製造的確迫切需要數據的透明互聯，這樣才能實現柔性製造的協同、大數據分析與優化、人工智能與製造的結合實現全局的優化來挖掘製造中的數據潛力，借用IT技術服務於產業升級。

4.TSN是一項技術嗎？

嚴格來說，TSN是一系列的通信標準與規範，它由精確時鐘同步IEEE802.1ASrev、IEEE802.1Qbv基於通道預留的數據流通信、IEEE802.1Qbu+IEEE802.3br基於搶佔式MAC的數據、Qcc網絡與用戶配置、QCB無縫冗餘等標準構成。

5.爲什麼要採用OPC UA TSN？

網絡連接包括了互聯、互通、語義互操作幾個層面的問題，現場總線在上世紀70年代出現，在90年達到高峯，但引發了“總線之爭”，各種現場總線的電平、接口、帶寬、節點間距等都不一致，無法實現物理的連接，並且延遲大、帶寬低，無法滿足更大的數據傳輸與實時響應，因此基於以太網技術的實時通信自2001年出現，實時以太網解決了傳統總線的帶寬、介質、節點間距、電平等的一致，但不同的應用層仍然需要大量的軟件編程、配置、測試等開發，這使得IT與OT協同中，IT訪問OT不具有經濟性，因此，迫切需要在異構網絡中實現語義互操作，即相互識別語義，這需要規與標準的一致性，而OPC UA則解決語義互操作的問題，因此，IIC的IIRA架構、工業4.0組織的RAMI4.0架構均將OPC UA設爲實現架構的通信規範與標準。

TSN則是爲了解決其中的網絡不一致問題，即IT運營如雲端應用與服務、MES/ERP等都是採用非週期性數據，其對網絡要求是容量大、帶寬高、高安全性，而OT則是實時性、穩定性的要求，這導致兩種數據無法在同一網絡傳輸，而TSN就通過在MAC上SDN（軟件定義網絡）思想對在該網段內的實時數據進行預先分配通道、預留通道機制，而其它非週期性數據則按照優先級，這兩種模式混合進行的方式來進行數據在同一網絡進行傳輸。

TSN與OPC UA共同完成了對整個網絡從底層到應用層的規範與統一，成爲未來實現整個工業互聯的必然之路。

5．OPC UA最大的作用是什麼？

OPC UA不僅實現語義互操作，而且最爲重要在於OPC UA提供了信息模型，即，爲協同應用提供了一個信息架構，這個架構可以快速的模塊化方式獲取數據，簡單的配置即可實現對數據的整體採集，減少了工程量，包括開發調試方面，而另一方面，不僅有基礎信息模型，還提供針對垂直行業的信息模型，如基於OMAC/PackML—針對包裝工業的、EUROMAP針對塑料工業、AutomationML針對汽車工業、ISA-針對MES等數據集成的標準與規範，這使得OPC UA成爲了各個產業可以語義互操作的關鍵。

OPC UA也提供面向服務的架構，使得針對網絡的開發變得更爲簡單，對於OPC UA新增的Pub/Sub機制（發佈者與訂閱者）可以讓網絡帶寬資源消耗更低，而且可以提高網絡實時性。

OPC UA不僅是通信規範，也是降低整個工業互聯中開發工作量、項目實施的關鍵規範與標準。

6.OPC UA TSN在全球的狀態如何？

目前OPC UA基金會有全球4000多名會議，涉及主流的IT與OT廠商，在中國OPC UA基金會祕書處放在工控網，TSN目前由AVnu組織來運營，TSN目前標準由IEEE在制定，目前在歐洲LNI、美國的IIC、中國的ECC都在建Testbed，企業可以參與並將其開發的測試產品與其它產品進行互操作測試，以確保數據交互的透明。

7.OPC UA TSN開發該怎麼進行？

OPC UA有幾家SDK的提供商，具體請諮詢OPCUA基金會的官網。OPC UA也有開源協議棧open62451--在網上可以下載到免費試用。TSN技術目前由各家公司開發，類似奧地利的TTTech等公司可以提供相應的開發支持服務，Intel、XINLINX、TI、NXP等芯片製造商也提供TSN開發板，具體請諮詢這些公司。

8.TSN的性能如何？

目前根據貝加萊開發的TSN技術測試，基於千兆以太網技術，採用全雙工模式，最快可以達到10微秒的循環週期，當然這是網絡達到的性能，整體的循環週期也由控制器本身的循環週期設定來計算--據2017年SPS展會的TSN演示系統10000個I/O點（200個節點），5個高清攝像頭，所有數據刷新爲100微秒，相對現有的現場總線，網絡節點數增加對性能的影響較小。

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樑卓業 i4CN首席諮詢顧問中國工業4.0、智能製造、無人工廠、工業互聯網專家，華爲ISC、IPD體系專家華爲ISC+項目組成員，智能製造標杆車間項目經理工業4.0十大思想變革、無人工廠建設體系首創人中山大學麻省理工學院雙MBA，廣東工業大學機電學院本科歡迎需要導入華爲ISC、IPD體系，實施工業4.0無人工廠的企業與i4CN合作。

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