Moxa-인텔-Port, 시간민감네트워크(TSN)를 무선까지 확대한다

[아이씨엔매거진 = 오승모 기자] 산업 현장에서의 네트워크에서 가장 어려운 과제이자 중요한 사항은 이제 시간민간네트워크(TSN; Time Sensitive Networking)로 모아졌다. 원격 제어와 관리에 대한 필요성이 부각되면서 모터 및 로봇 제어와 같은 원격에서의 현장 디바이스에 대한 제어는 많은 부분에서 그 필요성을 확장시키고 있다. 특히 5G 통신망을 통한 무선 네트워크 상황에서의 TSN 구현이 가능할 것인가라는 명제가 제시되고 있는 실정이다.

이러한 명제를 공동으로 해결하고자 하는 논의와 노력이 실행되고 있어 업계로부터 주목받고 있다. 인텔과 Moxa, Port 라는 3개의 기업이 이 과제 도전에 나선 것이다. 이들은 TSN을 유선 네트워크에서 무선 네트워크로 확장하는 가능성을 입증하고자 하는 것이다.

이 솔루션은 기가비트 대역폭과 고성능은 물론, 향상된 신뢰성 및 보안을 제공한다. 칩 제조업체와 장치 제조업체, 소프트웨어 스택 제공업체로 구성된 이상적인 조합을 통해 TSN 기능의 성숙도와 잠재력, 그리고 유선 네트워크에서 무선 네트워크로의 확장 가능성을 공동으로 입증하고 하는 것.

TSN은 공장, 철도 등 산업별 시장 전반에 걸쳐 산업용 이더넷 기반 통신의 결정론적 성능과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 미래 지향적 솔루션이다. 이는 네트워크 전반에 걸쳐 정확한 시간 동기화를 생성하고, 트래픽 우선순위를 설정하여 사용자가 성능 손실 없이 단일 네트워크에서 여러 유형의 트래픽을 결합할 수 있도록 해준다. 또한 이 솔루션은 시간이 중요한 제어 관련 작업을 지원하고, 정보 처리 방식의 투명성을 개선하여 품질 및 생산성을 지원할 수 있다. 5G와 Wi-Fi 6/7 연결이라는 새로운 패러다임이 등장하면서 이제 무선 네트워크로 결정론적 통신을 확장할 수 있게 되었다.

무선 TSN은 인더스트리 4.0(Industry 4.0) 및 산업용사물인터넷(IIoT; Industrial Internet of Things)를 어디에서나 실현할 수 있는 표준 기반의 확장 가능하고, 매우 유연한 애플리케이션의 가능성을 현실화할 수 있다는 장점을 제공한다.

이러한 공동 노력은 먼저 CC-Link IE TSN 제품에서 진행됐다. TSN 기반의 산업용 이더넷 네트워크인 CC-Link IE TSN 인증 제품인 Moxa의 TSN 지원 산업용 이더넷 스위치와 인텔의 11세대 인텔 코어 i7 프로세서 및 인텔 I120 TSN 지원 플랫폼의 통합을 통해 구현했다.  또한 이 애플리케이션은 업계 최초의 CC-Link IE TSN Class B 인증 마스터 스택 중 하나를 보유하고 있는 포트(Port)에 의해 개발되었다. 또한 최초의 PROFINET CC-D 원격 스테이션을 통해 TSN 기반 프로피넷(PROFINET) 성능을 확인할 수 있다.

Moxa 네트워킹 사업부 부본부장인 지코 리(Zico Lee)는 “TSN 표준 개발을 선도하는 Moxa는 업계의 주요 관련 업체 및 고객들과 협력하여 모든 유형의 산업용 디바이스와 이를 실행하는 프로토콜을 포함하여 모든 레벨의 통신을 지원하는 통합 네트워크 인프라를 가속화하기 위해 노력하고 있다.”고 밝히고, “실시간으로 여러 시스템의 데이터를 처리하고, 대응할 수 있도록 TSN과 무선 기능의 결합에 대한 요구가 급증하고 있다는 판단하에 Moxa와 인텔, 포트의 (3개 기업이) 긴밀히 협력하여 TSN 개발을 한 단계 더 발전시키는 또 다른 이정표를 수립했다.”고 말했다.

이 솔루션의 독보적인 가치는 다수의 TSN 기반 산업용 이더넷 프로토콜 및 OPC UA FX(필드기기를 위한 OPC UA)에 이르는 무선 TSN 가능성을 검증했다는데 있을 것이다.

CLPA(CC-Link 협회)의 CC-Link IE TSN은 물론 PI(프로피넷협회)의 TSN 기반 PROFINET(PROFINET CC-D), 그리고 ETG(이더캣기술그룹)의 TSN 기반 EtherCAT에 이르는 현재 가장 많은 사용자 층을 확보하고 있는 TSN을 지원하는 산업용 이더넷 프로토콜들을 검증선 위에 올려 놓게 된 것이다. 이와 더불어 클라우드 및 원격 네트워크 지원을 위한 OPC UA를 필드 디바이스까지 확대하는 필드레벨통신(FLC)를 구현한 OPC UA FX(Field eXchange)와 같은 디바이스를 프레임워크에 통합할 수 있는 가능성을 확인했다는데 의미가 있다.

또한 이 솔루션은 다양한 산업 애플리케이션에서 사용되는 센서와 PLC, 액추에이터 간의 동기화된 통신을 제공하기 위해 TSN 기반의 모든 종류의 산업용 프로토콜을 위해 개발된 중립 미들웨어를 갖추고 있다.

인텔의 산업용사물인터넷(IIoT) 플랫폼 수석 디렉터인 수니타 셰노이(Sunita Shenoy)는 “Moxa의 솔루션은 인텔 아키텍처 프로세서의 TSN 및 실시간 기능을 이용하여 실시간으로 데이터를 추출, 분석 및 실행하는 지능형 산업용 엣지 시스템에 필요한 결정론적 성능을 지원할 수 있다.”며, “표준 이더넷 기반 솔루션을 사용하면 스마트 팩토리로의 디지털 전환을 가속화하여 총 소유비용을 절감할 수 있다.”고 말했다.

포트 인더스트리얼 오토메이션의 CTO인 마커스 탱거만(Marcus Tangermann)은 “TSN은 독점 시스템의 한계를 극복하고, 표준화된 이더넷 TSN 인프라 장치를 사용하여 공장에 있는 모든 종류의 장치를 연결할 수 있는 궁극적인 이더넷 기반 기술을 제공한다. TSN 인프라 구성요소는 네트워크 내의 모든 데이터 스트림에 대한 정보를 파악함으로써 네트워크 트래픽을 보다 정교하게 제어할 수 있다.”고 밝혔다.