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힐셔, 실시간 이더넷 통신을 위한 IEEE 표준 ‘TSN’ 개발 중

기사입력 : 2019년 10월 23일 13시 31분
ACROFAN=신승희 | seunghee.shin@acrofan.com | SNS
 

오늘날 표준 이더넷은 상호 운용성을 제어하기 위해 IEEE 표준을 따르면서 전 세계적으로 엄청난 성공을 거두었다. 이로 인해 모든 컴퓨터나 스위치, 허브 등은 상호 연결되어 문제없이 통신이 가능하게 되었다. 그러나 이 같은 표준은 실시간 기능을 지원하지 않는다. 즉, 특정 시간에 해당 정보가 특정 기기에 도달한다는 것을 보증할 수 없다는 것이다. 하지만 결정론적 통신을 필요로 하는 산업용 네트워크는 결정론적 전송 메커니즘을 가지고 있는 실시간 이더넷(RTE: Real Time Ethernet)이 필요한 상황이다.

이에 산업용 통신 솔루션 선도업체 힐셔(Hilscher)는 실시간 이더넷 통신을 가능하게 하는 표준인 TSN(Time-Sensitive Networking) 솔루션 개발에 나서고 있다. TSN 기술은 IEEE 802.1 작업그룹 중 하나인 TSN 태스크 그룹에서 개발하고 있는 하나의 표준 규격이다. (TSN 태스크 그룹은 기존 AVB(Audio/Video Bridging) 태스크 그룹에서 표준화 작업 영역이 확장됨에 따라 2012년 11월, 현재의 이름으로 변경되었다.)

지금의 산업용 통신 자동화 모델은 각 기기마다 IT 시스템이 여러 갈래의 표준 이더넷을 통한 게이트웨이로 연결돼 MES 프로세스 레벨에서 데이터가 저장되는 형식으로 구성돼있다. 이 경우, 기기 간의 직접적인 연결이 없어 실시간 요건이 더욱 필요한 OT(Operational Technology) 단에서의 원활한 커뮤니케이션이 이뤄지지 못한다.

하지만 힐셔가 주장하는 새로운 모델은 TSN 기술을 통해 모든 기기가 서로 연결될 수 있게 해 실시간으로 커뮤니케이션이 가능하게 한다. 데이터는 서버가 아닌 클라우드 단에 저장하게 되고 ERP 프로덕션 레벨과 MES 프로세스 레벨 또한 긴밀하게 연결돼있어 실시간으로 모든 것이 이뤄지게 된다.

TSN은 실시간 데이터 제어, 정밀 시간 동기화, 구성 및 관리, 비디오 스트림, 높은 처리량의 백그라운드 데이터 등의 서로 다른 데이터를 한 개의 케이블만으로 전송하는 솔루션이다. 힐셔는 TSN의 핵심 요소로 트래픽 스케쥴링과 확실한 동기화가 이뤄져야 하며, 모든 데이터를 구성할 수 있는 툴이 필요하다고 밝혔다.

이를 위해서 TSN 기술은 하나의 표준이 아니라 다양한 표준이 결합하여 완성되는데, 현재 대부분의 표준이 게시되고 발행됐으며, IEEE 802.1 AS-rev와 IEEE 802.1 Qcr 2개의 표준만 초안인 상태이다. 다양한 표준을 포함하고 있어 TSN 기술은 ‘툴박스(Tool Box)’와 같은 느낌으로 여러 구성이 가능하지만, 프로파일에 대한 정의가 필요하다. 이에 각기 다른 접근 방식을 기반으로 한 여러 컨셉이 논의되고 있으며, 확정 상태인 “산업 자동화를 위한 IEEE/IEC 60802 TSN 프로파일”은 2021년 중반에 완성될 예정이다.

또한, 각기 다른 기업에서의 제품이 상호운용성이 있어야 하므로 힐셔는 이를 위한 테스트베드 및 인증 단계도 거치고 있다. LNI 4.0, IIC, AVNU, OPC-UA@TSN 워킹 그룹과 같은 다양한 TSN 관련 분야에서 많은 회사와 협력하고 있으며, TSN 개발을 위한 테스트베드(Testbed) 구성에도 참여하고 있다.



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