時間是互聯(lián)網(wǎng)的無名英雄。計時功能可以讓數(shù)據(jù)庫在世界的另一端同步，可以在數(shù)千英里以外進行股票交易，還可以讓通話和數(shù)據(jù)在移動網(wǎng)絡上暢通無阻。了解信息包何時發(fā)送，以及如何在接收到信息包時按正確的順序重組，對我們的現(xiàn)代網(wǎng)絡至關(guān)重要。

現(xiàn)在，隨著制造商將更多信息技術(shù)引入到現(xiàn)有的工廠自動化系統(tǒng)，計時機制不得不充分利用互聯(lián)網(wǎng)，并將其與工廠自動化網(wǎng)絡的嚴密性和可靠性結(jié)合起來。實現(xiàn)這一目標的一種方法是利用一種名為時間敏感網(wǎng)絡的新興標準，該標準將對時間的共同理解嵌入到通過以太網(wǎng)連接的設備中。

為了獲得高度精確的計時，傳統(tǒng)做法是在每臺設備上放置石英計時芯片，或者迫使每臺機器回調(diào)到云端獲取時間。但是對工廠來說，在每臺機器上都安裝石英鐘成本太高，而回調(diào)到基于云的時鐘也不安全。這就是工程師們轉(zhuǎn)向以太網(wǎng)和時間敏感網(wǎng)絡的原因。

如果以太網(wǎng)可以幫助機器在指定的時間內(nèi)傳遞正確的信息，它就可以消滅目前使用的數(shù)十種昂貴的專有協(xié)議。不同的工業(yè)機器通常有它們自己的數(shù)據(jù)協(xié)議，如果能夠用一個基于以太網(wǎng)的協(xié)議替換它們，那么就可以為工業(yè)技術(shù)協(xié)議領(lǐng)域帶來更好的規(guī)模和分布優(yōu)勢。

傳統(tǒng)工廠自動化的專有協(xié)議強調(diào)可靠性和速度。畢竟，如果一臺機器出現(xiàn)問題，它就需要迅速關(guān)閉或發(fā)送警報，以避免出現(xiàn)代價高昂的錯誤或潛在的工作場所安全問題。實時真的至關(guān)重要。

然而，對于企業(yè)目前正試圖引入工廠的信息技術(shù)網(wǎng)絡而言，重點通常是諸如以太網(wǎng)等成本效益高的技術(shù)，它們會在沒有任何特定質(zhì)量保證的情況下，盡最大努力傳遞信息。與工廠自動化協(xié)議不同，這些網(wǎng)絡的設計目的是在交換機上收集所有信息，然后再將其傳遞到網(wǎng)絡上。因此，在軟件更新交付時，網(wǎng)絡可能會慢一點，在高度擁擠的網(wǎng)絡中，可能根本無法傳遞數(shù)據(jù)。

但是工廠無法承受機器之間的緩沖或者數(shù)據(jù)包丟失，這就是為什么IEEE在以太網(wǎng)標準中增加了對時間敏感的網(wǎng)絡協(xié)議。對時間敏感的網(wǎng)絡有助于對不同類型的流量進行優(yōu)先排序，因此機器流量可以優(yōu)先于非必需的軟件更新或文件同步。

我第一次看到這種技術(shù)的演示是2017年初在美國國家儀器公司的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實驗室，自那以后，這種技術(shù)在許多制造領(lǐng)域取得了進展。2018年10月，德州儀器公司發(fā)布了一款用于工廠設備的嵌入式處理器，該處理器能夠以每秒千兆比特的速度實現(xiàn)對時間敏感的網(wǎng)絡傳輸。一個月后，試圖為工廠自動化創(chuàng)建統(tǒng)一協(xié)議的OPC基金會表示，它將對時間敏感網(wǎng)絡上的OPC UA協(xié)議中的數(shù)據(jù)移動進行標準化。

德州儀器公司的編目處理器首席技術(shù)專家佩卡?瓦里斯（Pekka Varis）表示，工廠可能很快就會用一條以太網(wǎng)電纜取代目前處理信息技術(shù)和操作技術(shù)的兩種網(wǎng)絡。

兩年前，我可能會說這永遠不會發(fā)生，但時間敏感網(wǎng)絡的市場正在增長。我覺得以太網(wǎng)永遠不可小覷。