原标题:OPC UA over TSN：打造面向未来的工业网络，就靠它了！
2018年4月，汉诺威工业展，华为与20+伙伴联合发布OPC UA over TSN六大测试床；
2018年5月，华为联合AII（工业互联网产业联盟）打造中国第一个OPC UA over TSN网络场景；同月，华为率先完成德国LNI4.0 TSN接口兼容性测试；
2018年10月，华为与ECC（边缘计算产业联盟）等伙伴联合打造的OPC UA over TSN开放互联网络荣获世界智能制造十大科技进展奖；
2018年11月29日，2018边缘计算产业峰会，OPC UA over TSN再次成为焦点话题。会上，ECC与OPC基金会签署合作备忘录，以共同推动TSN技术的发展，实现标准化协作，并进行了OPC UA over TSN测试床的联合演示。
华为在2018边缘计算产业峰会上展示OPC UA over TSN测试床
之上，一系列事件中可以发现一个关键词：“OPC UA over TSN”，说起来，OPC UA（OPC统一架构）与TSN（Time-Sensitive Network,时间敏感网络）是近年来工业互联网领域的一个热门词汇。背后源于智能制造所展现的OT和IT的融合趋势，大量工业设备的联接要求数据的互通和互操作性，以及网络的实时和确定性。所以简单来说，OPC UA over TSN为解决面向未来的工业网络互联而生。
何为OPC UA，何为TSN？
要想问答清楚这个问题，这就不得不说到工业网络的现状。据统计，目前国际上现存的总线/工业以太网协议数量高达40余种。还存在一些自动化控制企业，直接采用私有协议实现工业设备的信息交互。在这样的产业生态下，形成了一个个竖井型的业务系统，同一个系统内的数据可以一定程度的互通，但跨系统的数据互通则非常困难。
而面向未来的工业互联网络的核心，就是要打通现场设备层，将智能装备通过通信技术有机连接起来，实现企业内资源的垂直整合。设备与设备之间的沟通与互联已成不可逆转的趋势，未来设备与设备之间或者物与物之间的互通互联的数量将远远超过人之间的互联。因此，为了满足数据互通的需求，业界进行了一系列建立统一数据互通方式的努力，希望能使用一整套接口、属性和方法的标准集，提供工业互联网工厂系统中各系统、各单元数据的无缝集成。
OPC UA应运而生，它定义了一套通用的数据描述和语法表达方法(信息模型)，每种系统都可以将采用OPC UA的信息模型，从而可以被其他系统所获取和集成。也就是说，OPC UA为工厂车间和企业之间的数据和信息传递提供一个与平台无关的互操作性标准。
而另一方面，为了提供网络联接需要的传输时间确定性与数据完整性，国际标准组织IEEE制定了TSN系列标准，针对实时优先级、时钟等关键服务定义了统一的技术标准。因为在传统工业生产环境中，大量工业应用(例如机器控制、流程控制等)对实时通信有着迫切需求，以保证高效和安全的生产流程。TSN基于标准以太网，凭借时间同步、数据调度、负载整形等多种优化机制，保证了对时间敏感数据的实时、高效、稳定、安全传输。
所以，OPC UA over TSN提供了一个实时、高确定性并真正独立于设备厂商的通信网络，将会在带宽、安全、互操作、延迟和同步等方面带来巨大改善，它让工业领域得以实现实时信息交换和互操作。
华为TSN构建智能制造使能环境
在华为看来，OPC UA和TSN的融合是未来工业互联网络的主要方向，所以在此方面华为也进行了诸多探索和实践。
例如在今年4月份的汉诺威工业展上，华为与超过20家国际组织和业界知名厂商，联合发布了包含六大工业互联场景的OPC UA over TSN智能制造测试床。包括与AII打造的电机预测性维护网络，与美国国家仪器打造的“马达同步” ，与和利时打造的“赛车游戏”，与Linmot打造的“绘图运动控制”，与施耐德电气打造的“LED同步”，以及与贝加莱打造的“OPC UA Over TSN”等场景，验证了TSN网络在复杂环境情况下的高确定性和低时延性，保障工业场景下的严格同步运动控制。
在今年5月由德国LNI4.0牵头的TSN接口兼容性测试中，华为TSN交换机率先完成TSN接口兼容性测试。在时钟同步测试中，华为交换机同时支持了IEEE的Std 1588-2008和IEEE Std 802.1AS-2011协议，兼容性领先并完成最多厂商的对接测试，并通过多设备串联组网，完成了端到端的时间同步验证；在数据分组和帧的传输测试中，支持与各厂商的百兆和千兆工业接口兼容互联，并初步完成了QBV流量调度验证。
谈到华为TSN方案关键特性，华为专家表示：其支持us级时延、ns级抖动；并具备丰富的交换特性，支持1G带宽，可平滑升级到10G和100G；华为率先将SDN网络配置方式引入了TSN当中，支持Netconf/YANG，从而更好地支撑各类上层应用；并且通过在TSN交换机融合Gateway功能，能够兼容现有传统工业以太网。
此外，OPC UA over TSN+边缘计算平台功能提供了更大想象空间，通过收集机床的各种数据，基于TSN在边缘侧进行预测分析并通过边云协同，进而在云端实现深度分析和工业流程优化。华为TSN同时支持高达50跳的不同厂家设备进行精确协同，支持标准以太网并通过多路径和冗余路径确保可靠性，在一跳上的延迟能达到小于10微秒，抖动小于0.1微秒，并在边缘侧通过容器技术提供可视化PLC(可编程逻辑控制器)，且支持不同厂家的虚拟化PLC运行，从而构建智能制造使能环境。
推进OPC UA over TSN成熟进程
不过，虽然OPC UA产业发展成熟度已相对较高，目前已经进入商业规模化推广阶段，但TSN仍处于产业发展前期。当前，IEEE 802.1正在推进TSN系列标准的制定，核心内容涵盖时间同步、数据帧控制、数据流调度、传输可靠性保障等多个协议。为了进一步推动OPC UA over TSN的不断成熟，华为包括ECC在内也展开了明年对此技术方案的规划。
在2018边缘计算产业峰会上，边缘计算产业联盟副理事长、华为网络研发部总裁刘少伟表示，2019年将加速OPC UA over TSN从创新到实践的落地步伐，包括推出OPC UA over TSN 3.0测试床，落地6个示范线，发布TSN配置工具、工业应用虚拟化工具等。并且在OPC基金会内参与OPC UA over TSN的适配与工业接口标准制定，以及与高校与科研院所联合创新成立TSN+边缘计算实验室等。
正是因为看到OPC UA over TSN为工业物联网及智能制造提供了低时延、高确定性与真正开放互联通信网络，所以包括华为在内的诸多厂商正在协同加快推动其标准化和产业化工作，从而为工业互联网与智能制造发展助力。
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