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Il futuro del Time-Sensitive Networking nelle reti wireless

Non c’è dubbio che le capacità del Time-Sensitive Networking (TSN) si estenderanno alle reti wireless, grazie agli standard sviluppati da IEEE e 3GPP per il traffico dati time-sensitive su reti Wi-Fi e 5G. La domanda non è se implementare o meno la WTSN, ma come farlo.

Applicazioni WTSN e settori industriali coinvolti

Le applicazioni WTSN spaziano dalla produzione industriale, alla trasmissione in diretta, fino all’extended reality. Le applicazioni WTSN si distribuiranno in modo diverso nei vari settori, quindi identificare i fattori in comune ne favorirà sicuramente lo sviluppo e l’implementazione.

Nei casi d’uso industriali, la TSN wireless (WTSN) consentirà una produzione più rapida ed efficiente, con impianti facilmente riconfigurabili, robot mobili e veicoli a guida autonoma. Invece nella “realtà estesa” (XR) consentirà di svincolare i componenti dei sistemi XR immersivi, offrendo agli utenti una vera e propria libertà di movimento senza i problemi di latenza e jitter che possono causare nausea, impedendone l’uso prolungato.

Requisiti prioritari per le capacità WTSN

L’accuratezza della sincronizzazione temporale, la bassa latenza e l’affidabilità sono degli aspetti prioritari di questa tecnologia. I requisiti di accuratezza della sincronizzazione temporale sono intorno a 1 µs, quelli di latenza limitata sono di 10 ms o meno e i requisiti di affidabilità superano di gran lunga quelli delle applicazioni di rete generali per i consumatori o i luoghi di lavoro.

Tecnologie e standard per il WTSN

Questi KPI sono raggiungibili su reti wireless W-Fi o 5G. La sincronizzazione del clock 802.AS è abilitata dall’attuale versione dello standard IEEE 802.11 (Wi-Fi) ed è supportata dalla Rel 16 del 3GPP.
I requisiti di latenza limitata possono essere soddisfatti utilizzando lo standard 802.1Qbv (time-aware shaper), che offre prestazioni di consegna dei dati estremamente prevedibili. Lo standard 802.1Qbv può funzionare in combinazione con le più recenti funzionalità di pianificazione Wi-Fi disponibili nei sistemi Wi-Fi 6/6E e 5G.

Soprattutto nelle applicazioni critiche per la sicurezza, come l’automazione industriale, l’affidabilità può essere garantita dallo standard IEEE 802.1CB Frame Replication and Elimination for Reliability (FRER), che è trasparente ai livelli di rete MAC/PHY. In quanto tale, FRER può funzionare sia su reti wireless 5G che Wi-Fi, anche se l’implementazione può variare a seconda del tipo di sistema.

Opportunità per un ecosistema WTSN interoperabile

Molte applicazioni diverse presentano KPI WTSN simili, ma con priorità di rete e domande di mercato molto differenti. Ogni mercato WTSN si svilupperà più rapidamente e con maggior successo se sarà in grado di trarre vantaggio dalle migliori pratiche, innovazioni, chipset e hardware disponibili sul mercato. Naturalmente, l’ecosistema TSN sarà meglio servito da un approccio coordinato che consente a più protocolli di applicazione di condividere collegamenti cablati e wireless attraverso dispositivi interoperabili.

In sintesi, le capacità di Time-Sensitive Networking (TSN) si estenderanno alle reti wireless, con IEEE e 3GPP che hanno già sviluppato standard avanzati per il traffico sensibile al tempo su reti Wi-Fi e 5G. La domanda di mercato è evidente, proveniente da una serie diversificata di casi d’uso, tra cui l’automazione industriale, la trasmissione in diretta e l’extended reality (XR).

Per gettare le basi per una TSN wireless interoperabile, i fornitori di componenti elettronici, i provider di infrastrutture di rete e i produttori di dispositivi sono incoraggiati a unire le forze per incentivarne la diffusione nell’industria, con una solida base di interoperabilità.

Articolo originale tradotto da www.electronicdesign.com.

Redazione Fare Elettronica