Auf der 21st International IEEE Conference on Factory Communication Systems (WFCS 2025) wurden drei Beiträge angenommen.
Das erste Paper "Analysis and Simulation of Converged Data Traffic in Time-Sensitive Networks" beschreibt die Analyse und Simulation von konvergentem Datenverkehr in zeitsensitiven Netzen. Time-Sensitive Networking (TSN) ist eine Schlüsseltechnologie für konvergente industrielle Kommunikationssysteme, die die Integration von Datenverkehr mit unterschiedlichen Quality of Service (QoS)-Anforderungen wie Aktualität, Durchsatz und Zuverlässigkeit ermöglicht. Um sicherzustellen, dass alle Datenströme ihre Anforderungen erfüllen, ermöglicht der Network Calculus (NC) die analytische Ableitung von Worst-Case-Leistungsschätzungen. In diesem Beitrag modellieren wir ratenbeschränkte Datenströme neben zeitgesteuertem hartem Echtzeitverkehr in einer Linientopologie. Zusätzlich vergleichen wir die analytischen Ergebnisse mit einer Simulation, die mit dem OMNeT++-Netzwerksimulator durchgeführt wurde. Unser Vergleich zeigt, dass die vom NC vorhergesagte Worst-Case-Verzögerung drei- bis viermal höher ist als die in einer Simulation beobachtete Verzögerung. Auch der geschätzte Rückstau (d. h. die Datenmenge, die in den TSN-Switches in der Warteschlange steht) ist 2 bis 3 Mal größer als die Simulationsergebnisse.
Das zweite Paper "TSN Schedule Evaluation for Online Compression" befasst sich mit der TSN-Zeitplanauswertung für die Online-Komprimierung. Im Time-Sensitive Networking (TSN) erleichtert Time-Aware Shaping die Konvergenz von deterministischem und niederpriorem Verkehr in Ethernet-Netzwerken. Die Zuweisung von Bandbreite für Verkehr mit niedriger Priorität ist bei der Planung von zeitgesteuerten (TT)-Streams von entscheidender Bedeutung, um ein Aushungern und Paketverluste aufgrund von Warteschlangenüberlastung zu verhindern. Dieses Problem ist besonders bei der Online-Planung von Bedeutung, da das Löschen von Datenströmen zu einer Fragmentierung des Zeitplans führen kann. Um dieses Problem zu entschärfen, ist die Implementierung von Techniken zur Zeitplankompression erforderlich. In diesem Beitrag stellen wir einen neuartigen heuristischen Ansatz zur Komprimierung von Zeitplänen vor, der die Gruppierung von Zeitschlitzen in Einheiten erleichtert und dadurch die Bandbreite für Verkehr mit niedriger Priorität erhöht und die Planbarkeit zukünftiger Datenströme verbessert. Die vorgeschlagene Heuristik kann durch adaptive Gewichtung auf spezifische Anwendungsfälle zugeschnitten werden und ermöglicht eine umfassende Bewertung von Zeitschlitzen entsprechend den Eigenschaften der zugehörigen Zeitschlitzeinheiten, TT-Streams und des Netzes.
Das dritte Paper "Testing Time-Sensitive Network Schedules for Practical Applicability" widmet sich der Prüfung von zeitsensitiven Netzplänen auf ihre praktische Anwendbarkeit. Time-Sensitive Networking (TSN) erweitert Ethernet, um deterministische Netzwerke zu ermöglichen, die für latenzempfindliche industrielle Anwendungen geeignet sind. Um begrenzte Ende-zu-Ende-Verzögerungen und minimalen Jitter zu gewährleisten, wird ein netzwerkweiter Kommunikationsplan mit ausschließlich reservierten Übertragungsschlitzen für zeitgesteuerten harten Echtzeitverkehr erzwungen. Es gibt zwar zahlreiche Scheduling-Methoden zur Erstellung solcher Zeitpläne, ihre praktische Anwendbarkeit bleibt jedoch ungewiss. In diesem Beitrag stellen wir eine Testumgebung vor, mit der die Praxistauglichkeit von TSN-Zeitplänen evaluiert werden kann. Wir beschreiben den Hardware- und Softwareaufbau und demonstrieren unsere Evaluierungsmethodik.