经过初步测试表明，OPC UA over TSN比现有的工业通信解决方案平均快18倍，这使业界有些人怀疑，这种巨大的性能提升是否真的有必要。为了深入了解这一问题，我们与这项新技术的顶尖专家之一Dietmar Bruckner进行了交谈。
具有OPC UA over TSN性能的通信协议是否存在实际需求呢？
Bruckner：的确，我们现在没有什么应用程序需要现有工业以太网协议的18倍速性能。尽管如此，我对你问题的回答仍然是肯定的。
好吧，那么你是否介意为我们进一步阐明呢？
Bruckner：对现有的一些协议进行渐进式的改进需要再花两三年时间可能才勉强过得去。但是，这是一种非常短视的做法。随着OPC UA的成功应用，工业通信目前正在经历自现场总线问世以来最大的一场剧变。如果我们看一下现场总线系统和工业以太网协议的典型寿命，那么我们可以期待在未来数十年内一直使用OPC UA over TSN。
就性能而言，这意味着什么呢？
Bruckner：要使其成为一项面向未来的长期投资，该协议需要准备好满足20年不断发展的性能要求。没有人愿意花这么长的时间来定义新标准，而这个新标准将在未来五年内从根本上进行重新设计。这就是为什么OPC UA over TSN尽可能强有力是如此重要的原因。
关于受访者
Dietmar Bruckner发表了近100篇科学论文，并在实时工业通信领域拥有多项专利。他是各种标准化委员会和工作组（包括IEEE和OPC基金会）的积极成员。在自动化专业厂商贝加莱，Bruckner负责实时通信方面的研发。
关于性能方面，你能具体谈谈吗？
Bruckner：性能是多种因素的结合，但是最重要的因素之一显然是可以实现的最快循环时间。如果你的应用程序只有少数几个网络节点，那么即使使用常规的100 Mbit工业以太网协议，也可以实现非常短的循环时间。但是，以目前的速度发展，我们预期将会看到越来越多的工厂和机械具有成百上千个网络节点。
这是为什么呢？
Bruckner：当机器制造商努力应对动态市场需求时，他们正在使其机器变得更智能、更柔性。为此，他们正在使用比以往更多的传感器和执行机构。其中许多作为智能设备直接集成到了机器网络中。我们已经看到了可以同步超过1000个轴的机器。这正是当前技术开始看到循环时间超过1毫秒的情况。而且还有很多过程都太慢了。这就是为什么我们需要功能强大且高性能的机器网络的原因。
TSN和IEEE的作用
电气与电子工程师协会（IEEE）负责众多全球通信技术的标准化工作，包括以太网、WLAN和蓝牙。IEEE标准化可确保，任何两个设备无论由谁制造，它们都将能够进行相互通信。
时间敏感网络（TSN）对以太网标准进行了扩展，以包含用于保证实时数据传输的机制。IEEE将相关功能作为子标准包含在了以太网标准IEEE 802.1中。最终，任何制造商的TSN设备都可以实时相互通信。
带宽起到了什么作用呢？
Bruckner：对用户来说：起到了更大的作用。机器视觉、大数据分析、预测性维护 – 这些新技术会产生大量数据，这些数据可能很快使今天100 Mbit总线系统不堪重负。还有另一个方面也不容小觑：网络越开放，为现场组件提供最新的安全更新和操作系统补丁就变得越重要。你只有拥有了必要的带宽，才能做到这些。
OPC UA over TSN如何应对日益增长的带宽竞争呢？
Bruckner：这里，TSN拥有另外一个优势：它与带宽无关。用户可以访问所用以太网硬件的全部带宽，无论是1 Gbit/s、2.5 Gbit/s，还是更高。
是否有办法使用现有的现场总线系统来做到这一点呢？
Bruckner：没有，因为你无法通过简单地将它们扩展到1或10 Gbit/s来弥补它们的局限性。具有中央主站和固定周期分布的传统总线系统仲裁方法死板，不允许这么做。你要知道，现场总线技术可以追溯到20世纪90年代。另一方面，在规划和管理TSN网络时，你可以从更现代的IT架构机制中受益。这就是为什么OPC UA over TSN的速度甚至是千兆现场总线协议的两倍的原因。
最后一个问题：OPC UA over TSN是否真的准备好迎接大时代了？有人说标准化工作还有很长的路要走。
Bruckner：OPC UA over TSN已完成规范，且可以使用。IEEE于2019年12月完成了有关802.1AS-2020的标准工作。这是OPC UA over TSN所剩难题的最后一个重要部分。早在2016年就采用了IEEE 802.1Qbv标准，它是所有涉及TSN性能的关键部分。2020年3月，贝加莱成为了第一家销售带OPC UA over TSN的控制器的制造商。