Demonstracja TSN-over-5G

Trzy japońskie organizacje: SoftBank, Murata Manufacturing i CC-Link Partner Association (CLPA) z powodzeniem zademonstrowały transmisję TSN-over-5G. Twierdzą, że to osiągnięcie stanowi ważny krok w kierunku bezprzewodowego sterowania urządzeniami przemysłowymi, które tradycyjnie opierały się na sieciach przewodowych.

Podczas demonstracji laboratoryjnej współpracujące strony osiągnęły precyzyjną synchronizację czasu ze średnim błędem 122 ns w sieci 5G, znacznie poniżej 900 ns wymaganych przez 3GPP. Potwierdzono również, że urządzenia przemysłowe zgodne ze standardem CC-Link IE TSN klasy B działały prawidłowo w ramach sieci 5G.

Dokładna synchronizacja czasu jest niezbędna w fabrykach i środowiskach produkcyjnych, aby zapewnić precyzyjne skoordynowanie działania wielu urządzeń. W ramach CC-Link IE TSN, klasa B wymaga ścisłej wydajności w czasie rzeczywistym i determinizmu opartego na precyzyjnej synchronizacji czasu i niskim jitterze. Do tej pory był on wdrażany głównie w sieciach przewodowych.

Jednocześnie rośnie zapotrzebowanie na bezprzewodowe sieci przemysłowe, napędzane potrzebami, takimi jak bardziej elastyczne rozmieszczenie urządzeń i łatwiejsza konserwacja. W odpowiedzi na nie, 3GPP Release 16 ujednolicił TSN-over-5G, umożliwiając precyzyjną synchronizację czasu opartą na TSN w sieciach 5G. Może to doprowadzić do powstania przemysłowych sieci zdolnych do zapewnienia wydajności i determinizmu w czasie rzeczywistym porównywalnych z sieciami przewodowymi.

Na potrzeby demonstracji w laboratorium stworzono środowisko TSN-over-5G, wykorzystując prywatną sieć 5G. W oparciu o gPTP (generalised Precision Time Protocol) - protokół synchronizacji czasu używany w TSN-over-5G - zmierzono różnicę czasu między stroną urządzenia, połączoną z DS-TT (Device-Side TSN Translator), a stroną sieci, połączoną z NW-TT (Network-Side TSN Translator). Wyniki potwierdziły, że w sieci 5G osiągnięto synchronizację czasu ze średnim błędem 122 ns.

Dodatkowo, oceniono kompleksowe środowisko sterowania z wykorzystaniem rzeczywistych urządzeń przemysłowych. Zdalne moduły I/O i PLC kompatybilne ze standardem CC-Link IE TSN zostały połączone za pośrednictwem sieci 5G, umożliwiając transmisję sygnałów sterujących z PLC do urządzeń, takich jak przełączniki i lampki kontrolne w czasie rzeczywistym. Testy zapewniły ponad sześć godzin ciągłej komunikacji, przy jednoczesnym zachowaniu dokładności synchronizacji czasu z dokładnością do 1 µs, spełniając tym samym wymagania specyfikacji CC-Link IE TSN klasy B dla sterowania urządzeniami przemysłowymi.

Organizacje twierdzą, że demonstracja dowiodła, że ​​TSN-over-5G może spełnić zarówno wymagania 3GPP, jak i zapewniać poziom wydajności CC-Link IE TSN klasy B, umożliwiając dokładną synchronizację czasu i niezawodne sterowanie urządzeniami przemysłowymi. Stanowi to ważny kamień milowy w bezprzewodowej transformacji sieci przemysłowych.

(rr)