Synchronizing the Internet of Everything

Time Sensitive Networking(TSN)は、元々は非決定性(Non-deterministic)イーサネットネットワークを最小のレイテンシ―となるように決定性のある(deterministic)ネットワークにするためにあらゆる条件を網羅した規格となります。イーサネットの非決定性は、それが共通の伝達手段、つまり、送信元から宛先までの経路では同じスイッチやルータを共有していることで発生しています。都市部で多くの車が同一の道路を使用しているのと同様です。データがスイッチ/ルータのようなデバイスへ到達したとき、同一ポートからの出力に関して、予め到達しているデータの後に送信されるという待機時間が生じます。データキューイングの長さによってどの程度の待機時間になるかは決定され、システム内のトラフィック量によってそれは変化します。データキューイングの待機時間が長すぎる場合、機器内のバッファがオーバーフローし、データがドロップしてしまいます。

従来は、「時間」に関して厳しい要求を持つイーサネットユーザーは、通信業界、特にモバイルバックホールが中心でした。しかし、現在はAVB(Audio-visual broadcast)や、重くコストの掛かるハーネスをイーサネット化しつつある自動車産業、イーサネットが従来の相互接続テクノロジーを置き換えしている工業オートメーション、さらに数千のセンサが無数のモノに搭載され相互にデータをやり取りするInternet of Things(IoT)などの分野でも重要視される観点となりつつあります。

主要な分野においては、これらの課題を解決するために新たなイーサネット標準の追加が検討されています。これにより、データ伝送のレイテンシが最小化されます。ネットワークの一端から他ネットワークにパケットを最小限の時間で届けることは、あるパケットがキューイングを飛ばして他パケットよりも先行して送信することができます。既に送信が開始され始めたパケット、キューイングラインをクリアにし特定の送信回数が保証されているパケットであっても、タイムアウェアシェーピングやストリーム予約と呼ばれる帯域保証技術によって実現可能となります。これらは、IEEE 802.1ASという新しいPTPプロファイルにより実現されます。詳細につきましては、Calnex社ホワイトペーパー「Time Transfer in Industrial Ethernet Applications」を参照してください。


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