本文摘要：众所周知，以太网早已沦为家庭、企业及数据中心网络连接和互通的最普遍的通信协议标准。

众所周知，以太网早已沦为家庭、企业及数据中心网络连接和互通的最普遍的通信协议标准。然而因为其确定性、实时性、可靠性等因素，传统以太网并不限于于工业数据通讯。例如以太网不存在的CSMA／CD机制，当网络经常出现冲突时需大大再考虑数据，这对于网络实时性带给挑战；另外，因工业现场面对险恶的工况、相当严重的线间阻碍等，也造成以太网可靠性大打折扣。

所以，因为以太网设计之初并非从工业网应用于抵达，促成工控领域的颇受欢迎厂商争相研发出有合适自己工控产品的工业以太网协议，比如西门子的Profinet、施耐德的Modbus TCP／IP、罗克韦尔的Ethernet／IP、还有EtherCAT、Powerlink、CC－Link等等。而工业以太网，相比于传统以太网、现场总线等在实时性、传输速率等方面都有显著的好转。不过，这些专有的工业以太网协议依然面对瓶颈，虽然它们在符合机器运动控制等方面早已绰绰有余。

因为当云计算、大数据技术渐渐渗透到工业领域，工业数据通讯并仍然仅限于机器到传感层，也不仅仅限于机器到机器之间，而是扩展到了与人、云和应用于等更加非常丰富的相连。有更加多类型和更加多海量的数据必须传输和处置，而对于数据处理的链条也显得更长，还包括在边缘外侧，还包括云端，还包括与企业生产系统和管理系统的逐步切断。

因此，如何应付通过更加高带宽展开海量数据的连接起来和传输，如何做更加精准的确定性掌控和更加较低时延，仍是工业生产的极大挑战。所以，一个超越碎片化的通讯协议，以及统一数据链路的服务标准，对于工业生产的未来更为重要。工业数据通讯的“君主专制”TSN（时间脆弱网络）＋ OPC UA（OPC统一架构）沦为从传感器到云端创建全面通讯基础结构的最佳搭档。

TSN的工作原理是优先限于（IEEE P802．3br）机制，在传输中让关键数据包优先处置。这意味著关键数据不用等候所有的非关键数据已完成传输后才开始，从而保证更加确认、更加较慢的传输路径。本质上来说，TSN创建了一套能使以太网具备实时性和确定性的新标准。

基于TSN获取的网络通信的高确定性和较低时延之上，OPC UA则获取了一个独立国家于平台的面向服务的体系架构，它定义了统一的标准和信息模型，可以构建设备与设备、设备和企业，以及有所不同厂商设备之间的交互。TSN＋OPC UA人组获取了一个动态、低确定性并确实独立国家于设备厂商的通信网络，将不会在比特率、安全性、互操作、延后和实时等方面带给极大提高。举例来说，在工厂数据采集、传输与生产运营中，都会必须对现场的机器状态、生产能耗、质量涉及、生产涉及参数展开收集，有了TSN＋OPC UA，数据不必再行几经PLC控制器、SCADA系统、MES系统…就可以必要连进云端。

OPC UA作为一种数据传输的统一格式，无论是传感器层还是云平台层都可以部署，维持全栈信息模型的统一。也就是说，TSN＋OPC UA就像秦始皇统一计量单位一样，完全统一了数据链路的服务标准，也就是完全统一了工业界将近百种碎片化的通讯协议。

一个统一的，有效地的数据结构，对于数字化社会发展的贡献，恨远不如秦始皇“书同文，车同轨”的措施。构建这种君主专制之后，必定不会导致一系列颠覆性的连带反应，传统工业的金字塔架构在相当大概率都会被必要超越，变为扁平化结构，不必再行经过层层设备，数据取得可以必要“跳步”跨越到数据分析和应用于。

TSN＋OPC UA将IT和OT无缝融合当然，TSN＋OPC UA人组在工业领域的应用于尚能正处于跟上阶段，更加多的工业供应商、ICT厂商和芯片供应商也在联合减缓对其测试和检验。在刚开会的2018汉诺威工业博览会上，多家的组织和厂商牵头就进行了一场针对TSN＋OPC UA场景应用于的测试检验。还包括工业互联网产业联盟（AII）、Avnu联盟、边缘计算出来产业联盟（ECC）、Fraunhofer FOKUS、华为、施耐德电气、和利时、美国国家仪器（NI）、贝加莱（B＆R）、TTTech、思博伦通信（Spirent Communications）等多达20家国际的组织和业界著名厂商，牵头公布了包括六大工业网络场景的TSN＋OPC UA智能生产测试床。

欧洲仅次于的应用科学研究机构弗劳恩霍夫协会－对外开放通讯系统研究所（Fraunhofer FOKUS）的Alexander Willner博士回应，“自从可编程逻辑控制器（PLCs） 问世以来，工业自动化流程获得了很大优化。OT（运营技术）与IT（信息与通信技术）之间的融合令人兴奋，将带给有意思的创意体验。

OPC UA和TSN的融合，让工业领域以求构建动态信息互相交换和互操作。牵头测试床中展示的场景展出了我们各自的技术优势，我们对数字网络的未来充满著期望。”在过去从现场层、掌控层到信息层，最佳方案是使用相近供应商的产品才更容易构建和全线贯通，但是现在，由企业相互竞争而导致的“人为边界”早已有被超越的迹象，因为无论产品类型、品牌和功能等差异如何不存在，都可以轻而易举地构建从下到上的跨越和统合。

当然，业内对于TSN＋OPC UA的追崇并非因其低带给的高可靠性、实时性那么非常简单，更加最重要的是，它们通过重写工业通讯的底层架构，确实为智能生产转型关上了大门。无论是德国的“工业4.0”、亦或中国的“中国生产2025”等战略，其背后的技术基础皆是物联网的打开。而TSN＋OPC UA正是切断工业网络最后一公里的关键所在，也是确实构建OICT融合，加快智能生产的关键所在。

TSN＋OPC UA通过转变工业数据通讯将不会加快构成成熟期的工业互联网应用于和生产体系，因为它带给了数据流动的畅通无阻。

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