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Die Validierungsstrategie

19. Juni 2020, 06:30 Uhr   |  Meinrad Happacher

Die Validierungsstrategie
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Die Validierungsstrategie bei TSN muss sich an den Endanwendungen in den verschiedenen Industrien orientieren, wobei ein Hauptaugenmerk auf der Einhaltung von garantierten Latenzen liegen muss.

Ein sehr guter Anfang ist das Testen der Standardkonformität. Gemäß den Erfahrungen als Testgerätehersteller ist das Testen der Standardkonformität in einer frühen Implementierungsphase eine sehr effektive Strategie, im Besonderen dann, wenn die Standards noch nicht final sind und die Implementierungen noch an die Notwendigkeiten der verschiedenen Industrien angepasst werden. Als Beispiel dient der Standard 802.1AS, der den Einsatz des ‚Best Master Clock Algorithmus‘ (BMCA) für größere Netzwerke beschreibt, wie man sie im Industriebereich vorfindet. Dieser Standard macht im Automotive-Bereich wenig Sinn, da hier statische und kleinere Netzwerke zum Einsatz kommen.
Die Avnu Alliance beschäftigt sich mit der Definition von Testplänen für unterschiedliche Industrie-Profile für TSN-Technologien. Diese Testpläne werden von Keysight in entsprechenden Konformitätstestpaketen in Testlösungen zur Verfügung gestellt. So ist etwa der Avnu Testplan ‚Qbv für industrielle Anwendungen‘ bei Herstellern von TSN Switches sehr gefragt. 

Der Testplan

Avik Bhattacharya ist Product Manager L23 Network Infrastructure Testing bei Keysight Technologies.
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Avik Bhattacharya ist Product Manager L23 Network Infrastructure Testing bei Keysight Technologies.

Die Validierungsstrategie hängt auch von dem Zusammenspiel der verschiedenen TSN Standards ab. So etwa bei einem Netzwerk, bei dem ‚Time aware
shaping‘ (802.1Qbv) und ‚Frame Preemption‘ (802.1Qbu) implementiert sind. Hier muss ein Testplan auch die Besonderheiten berücksichtigen, die aus dem Zusammenspiel dieser beiden Standards resultieren. In einem indu-striellen Netzwerk müssen verschiedene Komponenten zusammenspielen: SPSen, Roboterelemente, Motoren, Sensoren, HMIs sowie integrierende Switche für die Cloud und das IT-Unternehmens-netzwerk. Daraus resultiert, dass das gemeinsam genutzte Netzwerk unterschiedliche Verkehrsströme transportiert, die wiederrum unterschiedliche Anforderungen an Latenzen, Paketgrößen und Bandbreiten haben. Die größte Herausforderung im Testlabor ist nun für die Validierung eine ‚Real-life‘-Simulation zur Verfügung zu haben.

Das Industrial Internet Consortium (IIC) stellt ein White Paper mit dem Titel ‚Time Sensitive Networks for Flexible Manufacturing Testbed Characterization and Mapping of Converged Traffic Types’ zur Verfügung, das eine sehr gute Definition der Verkehrstypen in einem industriellen Netzwerk beschreibt. Das IIC White Paper fokussiert sich hierbei auf die verschiedenen Typen von Verkehrsströmen, die das ‚Industrial Automation and Control System‘ (IACS) nutzt und die Dienstgüte (QoS) von anderen Verkehrstypen beeinflussen können. Eine ‚Real-life‘-Simulation, basierend auf diesem IACS-Verkehrsprofilen, ist ein exzellenter Test für ein TSN-Gerät, das in einem industriellen Netzwerk zum Einsatz kommen soll.

Der Wert von Interoperabilitäts-Prüfständen

Sebasti an Sattler ist Senior System Engineer bei Keysight Technologies.
© Keysight Technologies

Sebastian Sattler ist Senior System Engineer bei Keysight Technologies.

TSN-Prüfstände ermöglichen den Herstellern, ihre Implementierungen einzubringen und ihren Stand mit dem der anderen Hersteller zu vergleichen. Vor kurzem nahm Keysight an dem an der Universität Stuttgart stattfindenden und von der IIC organisiertem TSN Plugfest teil. Keysight führte zahlreiche Funktions-, Interoperabilitäts- und Konformitäts-Tests mit industriellen Geräten der verschiedenen Teilnehmer durch. Hierbei war es interessant zu beobachten, wie sich die TSN-Implementierungen bei entsprechender Skalierung verhielten, wie auch die Beeinflussung der Performance, die ein Standard auf andere Standards auf Systemebene ausüben kann.
Ein entsprechender Testreport wurde bereits veröffentlicht und zeigt die verschiedenen Testmethoden, die bei diesem Plugfest zum Einsatz kamen: hier kommen Sie zum Report.

Zum Thema

TSN Serie Teil 3
© WEKA Fachmedien

Teil 3 der TSN-Serie

Finden Sie hier den zu diesem Beitrag gehörigen Fachbericht “Prototyping und Testing von TSN”, der den Fragen nachgeht, welchen Beitrag hersteller-übergreifende Testbeds leisten und wie die Implementierungen von TSN-Standards, aber auch die Interoparbilität gestetet werden können. 

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