Aikakriittisen Ethernet-verkon toteuttaminen hyödyntäen Time-Sensitive Networking -tekniikkaa

Abstract

Tämän kandidaatintyön tarkoituksena on tutkia Time-Sensitive Networking (TSN) -tekniikkaa sekä sitä edeltänyttä Audio Video Bridging (AVB) -tekniikkaa. TSN on joukko IEEE:n 802 Ethernet alastandardeja, jotka mahdollistavat aikakriittisen tietoliikenteen siirtämisen tavallisessa Ethernet-verkossa. Työssä ei käsitellä aivan kaikkia TSN:n standardeja, vaan TSN:n toiminnan kannalta oleellisimmat standardit. Myös TSN:ää edeltänyt AVB käsitellään lyhyesti, koska jotkin TSN:n standardit pohjautuvat AVB:n standardeihin. TSN:n standardeihin perehtymisen lisäksi työssä käydään läpi, mitä TSN:n standardeja tukevia laitteita markkinoilla on jo olemassa tämän työn kirjoittamisen aikana. Viimeisenä osana työtä esitellään työssä toteutettu kokeellinen toteutus, jonka tarkoituksena oli demonstroida TSN:n toimintaa tietoverkossa, joka koostui kahdesta päätepistelaitteesta sekä kahdesta kytkimestä. Markkinoilla olevien TSN:n standardeja tukevien laitteiden löytämiseksi selvitettiin, mitkä teollisuus- ja teknologiayritykset ovat mukana TSN:n kehittämisessä. Tämän tiedon perusteella yrityksien tuotevalikoimia käytiin yksitellen läpi samalla karsien joukosta pois kaikki yritykset, joiden tuotevalikoimassa ei ollut TSN:ää tukevia tuotteita. TSN:n kokeellista toteutusta ei saatu kokonaisuudessaan suoritettua demonstraatiossa ilmenneen lisenssiongelman vuoksi. Työssä kuitenkin saatiin suoritettua TSN:n toiminnallisuuden konfigurointi tietoverkon kytkimiin sekä demonstroitua TSN:n aikasynkronointiominaisuus. Työssä myös osoitettiin, että olemassa olevilla laitteilla ja niiden käyttöön liittyvillä ohjeilla olisi mahdollista toteuttaa kokonainen TSN:n toiminnallisuuksia demonstroiva toteutus. Täten työtä ja sen lähteitä voidaan hyödyntää tulevaisuudessa perinpohjaisempaan TSN:n ominaisuuksien demonstroitiin.