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EMBEDDED 83 • FEBBRAIO • 2022 31 SYSTEM TECHNOLOGY | HARDWARE Task Group ha sviluppato una serie di sotto-standard denominati Time-Sensitive Networking (TSN). Questi standard definiscono i protocolli per la sincronizzazio- ne temporale e delle temporizzazioni (IEEE 802.1AS) e per la configurazione (in particolare IEEE 802.1Qcc) e il controllo del traffico dati (attraverso le tecniche di Traf- fic Shaping e Scheduling, descritte negli standard IEEE 802.1CB, 802.1Qbu, 802.1Qbv, tra gli altri). Ciò significa che esiste un piano comune che definisce quando i pac- chetti di dati vengono inoltrati in modo prioritario. La rete TSN non copre tutti e sette i livelli del modello OSI per i protocolli di rete, in cui ogni livello definisce il modo in cui due sistemi comunicano con compiti e fun- zioni specifiche. Il protocollo TSN gestisce i livelli 1 e 2 e l’aspetto di operatività in tempo reale, che copre l’intera estensione verticale del modello. Ciò significa che sono necessari più protocolli per i livelli superiori. In questo contesto, le aziende possono continuare a utilizzare i propri standard esistenti, ad esempio OPC UA. Il proto- collo TSN offre il vantaggio di un supporto garantito in tempo reale senza la necessità di adattare gli standard. Interoperabilità e convergenza IT/OT Grazie alla disponibilità di standard aperti, la rete TSN consente l’interoperabilità indipendente dal produttore e dalla piattaforma tra diversi dispositivi, macchinari e installazioni, in modo analogo a come opera la tecnolo- gia Ethernet standard nelle infrastrutture IT per ufficio. È possibile integrare questi componenti Ethernet stan- dard nella rete TSN, consentendo a quest’ultima di sta- bilire un collegamento costante tra i componenti IT (In- formation Technology) e OT (Operational Technology). I sistemi critici e non critici con classi di traffico diverse possono operare nella stessa rete. Con larghezze di banda che vanno da 10 Gbit/s a 400 Gbit/s, rispetto ai 100 Mbit/s che si osservano comune- mente nelle reti Ethernet Industriali, la tecnologia TSN soddisfa inoltre le esigenze di volumi di dati sempre più elevati. Ad oggi, sono stati ratificati solo alcuni sot- to-standard TSN, mentre altre ratificazioni sono ancora in corso. Anche così, è possibile mettere a punto imme- diatamente gli standard esistenti: garantiscono già ad oggi la comunicazione in tempo reale e possono essere adattati agli standard futuri. Supporto in tempo reale ora disponibile in modalità wireless grazie al 5G Il 5G consente di espandere il supporto in tempo reale a livello globale alle reti wireless tramite la tecnologia TSN. Il 5G non solo consente di ottenere una latenza ul- tra-bassa (ULL) e una sincronizzazione precisa del tem- po, ma offre anche considerevoli aumenti di affidabilità, portata e larghezza di banda rispetto alle tecnologie pre- cedenti, il tutto con un’efficienza energetica superiore. Il 5G consente inoltre di creare reti private inaccessibili al pubblico. Queste ultime forniscono un ulteriore in- cremento sostanziale delle prestazioni, della protezione dei dati e della sicurezza della rete, oltre a garantire la qualità del servizio (QoS). È così che il 5G sta gettando le basi per una comunicazione sicura tra una varietà di macchine e installazioni, robot e componenti, che spazia dai sensori e dagli attuatori fino ai servizi cloud. Quando si sviluppa una rete TSN, si consiglia pertanto di pren- UE 1 UE 2 UE 10 Reference System 802.1AS Grandmaster Reference UE PSS, SSS gNB 5GC 5GS t tsn t 0 t 1 t 2 ... SFN 0 1 2 ... t tsn t 0 t 1 t 2 ... SFN 0 1 2 ... t tsn t 0 t 1 t 2 ... SFN 0 1 2 ... t tsn t 0 t 1 t 2 ... SFN 0 1 2 ... t tsn t 0 t 1 t 2 ... SFN 0 1 2 ... Fig. 1 – Esempio di distribuzione delle temporizzazioni TSN in una rete 5G