Technologie
Hybride drahtlos & drahtgebundene TSN-Clocksynchronisation mit Standard NXP-Chips
Ein gemeinsamer Ansatz von NXP und R3 Solutions, kabelgebundene und drahtlose Verbindungen in einer einzigen TSN-Architektur zu kombinieren.
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Systemansatz
NXP und R3 Solutions haben gemeinsam ein TSN-fähiges Wi-Fi-System auf Basis des Standard-Wi-Fi-Chipsatzes AW693 von NXP entwickelt. Damit lassen sich Wi-Fi-Segmente nahtlos in kabelgebundene TSN-Netzwerke integrieren, wobei derselbe TAPRIO-Shaper (Time-Aware Priority) sowohl für das drahtgebundene als auch für das drahtlose Medium genutzt wird.
Dafür wurde insbesondere ein neuer hardwareunterstützter Cross-Synchronisationsmechanismus entwickelt, der eine präzise Verbindung zwischen der Wi-Fi-TSF (Timing Synchronization Function) und der Ethernet-PHC (Precision Hardware Clock) herstellt. Dadurch kann gPTP effektiv über das drahtlose Segment hinweg erweitert werden.
Architektur
Demonstrator-Setup
EDGE X TSN Time Synchronization
Um die Leistungsfähigkeit des neuen drahtlosen TSN-Ansatzes zu demonstrieren, wird eine entsprechend modifizierte EDGE X in den mobilen Robotik-Demonstrator von NXP integriert.
Diese spezielle Hardware ist darauf ausgelegt, Folgendes zu ermöglichen:
- Hybride kabelgebundene und drahtlose Zeitsynchronisation
- End-to-End IEEE 802.1Qbv Time-Aware Scheduling für TSN
- 1 µs P90-Genauigkeit über das drahtlose Netzwerk
Performance-Analyse
Die Ergebnisse werden für einen hochpriorisierten Datenstrom (100 Hz) gezeigt, der mit UDP-Datenverkehr niedriger Priorität bei maximaler Bandbreite konkurriert.
Der TAPRIO-Scheduler, ermöglicht durch unsere präzise Synchronisation, schützt den kritischen Datenverkehr vollständig.
Warum ist das wichtig?
Die industrielle Automatisierung verlangt die Deterministik kabelgebundener TSN-Netze, benötigt gleichzeitig aber die Flexibilität drahtloser Kommunikation. Die Integration beider Welten erfordert normalerweise einen Kompromiss.
Unser Ansatz erreicht beides – ohne Leistungseinbußen.
Weitere Technologien
EchoRingTM
EchoRing kombiniert die Flexibilität drahtloser Kommunikation mit der Zuverlässigkeit kabelgebundener Systeme. Führend bei WLAN-basierten, hochzuverlässigen und latenzarmen Funkkommunikationslösungen (uRLLC).
- Safety-kritische Anwendungen
- Echtzeitfähige Steuerung
- AGV/AMR-Kommunikation
DECT NR+
DECT NR+ ist der erste speziell für industrielle IoT-Anwendungen entwickelte 5G-Standard. Optimiert für industrielle Echtzeitkommunikation.
- Lizenzfreies, exklusives Frequenzband weltweit (1,9 GHz)
- Reichweiten bis > 1 km
- Geringer Energieverbrauch
Industrial Wi-Fi
Industrielles Wi-Fi erweitert bewährte Wi-Fi-Technologie um industrielle Zuverlässigkeit. Optimierte Performance und individuelle Anpassungen.
- Optimiert für AGV/AMR-Kommunikation
- Hohe Synchronisierbarkeit möglich (TSN)
- Breitband-Anwendungen (z. B. Video-Übertragung)
Daniel Thiel
Wireless Solutions Expert
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