《信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換opc統(tǒng)一架構(gòu)與時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)融合映射gb/t42563-2023》詳細(xì)解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語(yǔ)和定義4縮略語(yǔ)5OPCUA與TSN融合映射協(xié)議棧架構(gòu)6OPCUA與TSN融合的通信機(jī)制contents目錄7OPCUAPubSub與TSN的映射配置7.1映射配置過(guò)程7.2OPCUAPubSub流到TSN流的映射配置附錄A(資料性)OPCUAPubSub和TSN映射描述符011范圍適用對(duì)象適用于采用OPCUA（OpenPlatformCommunicationsUnifiedArchitecture，開(kāi)放平臺(tái)通信統(tǒng)一架構(gòu)）與時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN，TimeSensitiveNetworking）進(jìn)行融合的系統(tǒng)和設(shè)備的設(shè)計(jì)者、開(kāi)發(fā)者及使用者。適用于需要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間高效、實(shí)時(shí)、可靠遠(yuǎn)程通信和信息交換的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。涉及內(nèi)容規(guī)定了OPCUA與TSN融合映射的術(shù)語(yǔ)和定義、縮略語(yǔ)、融合映射架構(gòu)、信息模型、地址空間模型、服務(wù)集、安全與通信可靠性以及映射實(shí)現(xiàn)。涵蓋了如何將OPCUA的信息模型和服務(wù)映射到TSN網(wǎng)絡(luò)上，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信和確定性傳輸。不包含內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)不涉及OPCUA或TSN協(xié)議本身的詳細(xì)規(guī)范。不包含非TSN網(wǎng)絡(luò)與OPCUA的融合映射方法。022規(guī)范性引用文件國(guó)際規(guī)范與協(xié)議考慮到OPCUA和TSN的國(guó)際化特性，本標(biāo)準(zhǔn)還引用了相關(guān)的國(guó)際規(guī)范和協(xié)議，以確保與國(guó)際接軌，提高標(biāo)準(zhǔn)的通用性和可接受性。核心引用文件該標(biāo)準(zhǔn)在制定過(guò)程中，主要引用了與OPCUA和時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）相關(guān)的核心技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)文件，確保融合映射的準(zhǔn)確性和兼容性。國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)包括但不僅限于關(guān)于OPCUA的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)架構(gòu)和通信協(xié)議等，這些標(biāo)準(zhǔn)為本標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了技術(shù)支撐和規(guī)范指導(dǎo)。2.規(guī)范性引用文件這些規(guī)范性引用文件共同構(gòu)成了本標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)基礎(chǔ)和參考依據(jù)，確保了OPCUA與時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)融合映射的準(zhǔn)確性和有效性。通過(guò)引用這些文件，本標(biāo)準(zhǔn)得以在技術(shù)和法律層面上得到充分的支撐和保障，為工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了有力的技術(shù)支持。請(qǐng)注意，由于我無(wú)法直接訪問(wèn)外部資源，上述內(nèi)容主要基于我對(duì)GB/T42563-2023標(biāo)準(zhǔn)的理解以及一般標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中規(guī)范性引用文件的常見(jiàn)做法。在實(shí)際應(yīng)用中，建議直接查閱GB/T42563-2023標(biāo)準(zhǔn)以獲取最準(zhǔn)確的信息。2.規(guī)范性引用文件033術(shù)語(yǔ)和定義OPCUA服務(wù)器（OPCUAServer）提供數(shù)據(jù)訪問(wèn)和信息交換服務(wù)的軟件組件，可響應(yīng)OPCUA客戶端的請(qǐng)求。OPCUA客戶端（OPCUAClient）發(fā)起數(shù)據(jù)訪問(wèn)和信息交換請(qǐng)求的軟件組件，與OPCUA服務(wù)器進(jìn)行交互。節(jié)點(diǎn)（Node）OPCUA信息模型中的基本單元，代表一個(gè)可尋址的對(duì)象，如變量、對(duì)象、方法等。節(jié)點(diǎn)ID（NodeID）唯一標(biāo)識(shí)OPCUA信息模型中節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)符。3.1OPCUA術(shù)語(yǔ)時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（Time-SensitiveNetworking,TSN）一種以太網(wǎng)技術(shù)，提供確定性低延遲數(shù)據(jù)傳輸，滿足實(shí)時(shí)通信需求。時(shí)間同步（TimeSynchronization）確保網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備時(shí)間一致性的技術(shù)，是TSN的基礎(chǔ)。流量調(diào)度（TrafficScheduling）通過(guò)優(yōu)先級(jí)劃分和時(shí)間片分配，確保關(guān)鍵數(shù)據(jù)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)傳輸。3.2時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)術(shù)語(yǔ)融合映射（FusionMapping）將OPCUA與時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間高效、實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程通信和信息交換。3.3融合映射相關(guān)術(shù)語(yǔ)數(shù)據(jù)模型映射（DataModelMapping）將OPCUA數(shù)據(jù)模型映射到時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互通。通信映射（CommunicationMapping）定義OPCUA通信機(jī)制與時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制之間的映射關(guān)系，確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。044縮略語(yǔ)一種工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，旨在實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的互操作性和信息交換。OPCUnifiedArchitectureOPCUA支持多種操作系統(tǒng)和設(shè)備，具有良好的跨平臺(tái)兼容性?？缙脚_(tái)性提供加密和身份驗(yàn)證等安全措施，確保通信的安全性。安全性O(shè)PCUATime-SensitiveNetworking時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)，是一種以太網(wǎng)通訊協(xié)議，旨在提供確定性和低延遲的通信。實(shí)時(shí)性TSN能夠提供微秒級(jí)的精確時(shí)間同步，確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸?？煽啃酝ㄟ^(guò)優(yōu)先級(jí)調(diào)度和流量控制機(jī)制，確保關(guān)鍵數(shù)據(jù)的可靠傳輸。TSNGB/T統(tǒng)一性GB/T標(biāo)準(zhǔn)旨在統(tǒng)一和規(guī)范相關(guān)行業(yè)的技術(shù)要求和測(cè)試方法，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步。權(quán)威性GB/T標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布，具有權(quán)威性和法律效力。GuoBiao/TuiJian中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和推薦標(biāo)準(zhǔn)的縮寫(xiě)，代表該標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)過(guò)國(guó)家認(rèn)可并推薦使用的。融合在融合的基礎(chǔ)上，建立兩種技術(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以便實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互通和互操作。映射創(chuàng)新性融合映射技術(shù)是一種創(chuàng)新性的解決方案，為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。指將OPCUA與TSN兩種技術(shù)融合在一起，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。融合映射055OPCUA與TSN融合映射協(xié)議棧架構(gòu)5OPCUA與TSN融合映射協(xié)議棧架構(gòu)2.傳輸層OPCUA支持多種傳輸協(xié)議，如TCP、WebSocket等。在與TSN融合時(shí)，可以利用TSN提供的時(shí)間敏感機(jī)制來(lái)確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)和可靠傳輸。TSN通過(guò)一系列標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，在數(shù)據(jù)鏈路層為以太網(wǎng)提供了確定性和可靠性，從而滿足了工業(yè)應(yīng)用中對(duì)于實(shí)時(shí)性的高要求。1.應(yīng)用層在這一層，OPCUA提供了豐富的數(shù)據(jù)模型和服務(wù)，用于實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的信息交換和互操作。通過(guò)OPCUA的信息模型，可以定義和描述各種工業(yè)設(shè)備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和行為，從而實(shí)現(xiàn)語(yǔ)義上的互通。TSN在網(wǎng)絡(luò)層引入了時(shí)間同步、數(shù)據(jù)調(diào)度和網(wǎng)絡(luò)配置等機(jī)制，以確保數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的確定性和低延遲。通過(guò)與OPCUA的融合，這些機(jī)制可以應(yīng)用于更廣泛的工業(yè)場(chǎng)景，提高整個(gè)系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。3.網(wǎng)絡(luò)層這兩層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的物理傳輸和介質(zhì)訪問(wèn)控制。TSN通過(guò)改進(jìn)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層，實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)間敏感數(shù)據(jù)的優(yōu)先處理和傳輸，從而確保了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和確定性。同時(shí)，OPCUA的數(shù)據(jù)模型和服務(wù)也得以在這一層實(shí)現(xiàn)與TSN的無(wú)縫對(duì)接。4.數(shù)據(jù)鏈路層和物理層5OPCUA與TSN融合映射協(xié)議棧架構(gòu)066OPCUA與TSN融合的通信機(jī)制基于發(fā)布/訂閱模式OPCUA與TSN的融合通信主要基于發(fā)布/訂閱模式。在這種模式下，信息的生產(chǎn)者（發(fā)布者）將信息發(fā)送到一個(gè)中間代理（例如，消息隊(duì)列或事件代理），而信息的消費(fèi)者（訂閱者）則從這個(gè)代理處接收信息。這種模式允許信息的解耦和異步處理，提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和靈活性。時(shí)間敏感性數(shù)據(jù)的優(yōu)先處理由于TSN具有時(shí)間敏感特性，能夠確保關(guān)鍵數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。在與OPCUA融合時(shí)，這種特性被用來(lái)優(yōu)先處理時(shí)間敏感性數(shù)據(jù)。通過(guò)TSN的優(yōu)先級(jí)調(diào)度機(jī)制，可以確保重要的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)能夠在網(wǎng)絡(luò)中快速、準(zhǔn)確地傳輸，滿足工業(yè)應(yīng)用中對(duì)于實(shí)時(shí)性的高要求。6OPCUA與TSN融合的通信機(jī)制跨平臺(tái)與互操作性O(shè)PCUA作為一個(gè)跨平臺(tái)的架構(gòu)，與TSN的融合進(jìn)一步增強(qiáng)了其跨平臺(tái)和互操作性。這種融合使得不同廠商的設(shè)備能夠無(wú)縫連接和通信，打破了傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的信息孤島現(xiàn)象。通過(guò)統(tǒng)一的接口和信息模型，OPCUA和TSN的融合為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域帶來(lái)了前所未有的互操作性。6OPCUA與TSN融合的通信機(jī)制安全性與可靠性：OPCUA本身提供了強(qiáng)大的安全性和可靠性功能，如數(shù)據(jù)加密、身份驗(yàn)證和訪問(wèn)控制等。與TSN的融合進(jìn)一步增強(qiáng)了這些功能，因?yàn)門(mén)SN也提供了數(shù)據(jù)完整性和安全性的保障機(jī)制。這種融合確保了工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃?，防止了?shù)據(jù)泄露和惡意攻擊的風(fēng)險(xiǎn)?？偟膩?lái)說(shuō)，OPCUA與TSN融合的通信機(jī)制為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域帶來(lái)了諸多優(yōu)勢(shì)，包括實(shí)時(shí)性、跨平臺(tái)互操作性、安全性和可靠性等。這種融合為智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。6OPCUA與TSN融合的通信機(jī)制077OPCUAPubSub與TSN的映射配置OPCUAPubSub與TSN的映射配置旨在實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中高效、確定的數(shù)據(jù)傳輸。定義與目的該配置結(jié)合了OPCUAPubSub的靈活數(shù)據(jù)發(fā)布與訂閱機(jī)制和TSN的確定性網(wǎng)絡(luò)傳輸特性。關(guān)鍵技術(shù)映射配置概述定義發(fā)布者和訂閱者的身份及數(shù)據(jù)交互方式。TSN網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置配置TSN流預(yù)留協(xié)議以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸捄蛢?yōu)先級(jí)。OPCUAPubSub參數(shù)設(shè)置配置發(fā)布數(shù)據(jù)的主題、類型和更新頻率。確保網(wǎng)絡(luò)具備低延遲、高可靠性的傳輸特性。映射配置要素010203040506映射實(shí)現(xiàn)步驟1.建立OPCUAPubSub模型01創(chuàng)建并配置OPCUAPubSub的發(fā)布者和訂閱者對(duì)象。02定義數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹黝}和內(nèi)容。03映射實(shí)現(xiàn)步驟2.配置TSN網(wǎng)絡(luò)01在網(wǎng)絡(luò)中啟用TSN功能，包括時(shí)間同步、流預(yù)留等。02配置網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和終端設(shè)備以支持TSN特性。031233.映射配置將OPCUAPubSub的發(fā)布者與TSN的發(fā)送端相對(duì)應(yīng)。將OPCUAPubSub的訂閱者與TSN的接收端相對(duì)應(yīng)。映射實(shí)現(xiàn)步驟映射實(shí)現(xiàn)步驟根據(jù)測(cè)試結(jié)果調(diào)整配置參數(shù)以達(dá)到最佳性能。通過(guò)實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸測(cè)試映射配置的正確性和性能。4.測(cè)試與驗(yàn)證010203性能調(diào)優(yōu)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景調(diào)整OPCUAPubSub和TSN的參數(shù)設(shè)置，以達(dá)到最佳的數(shù)據(jù)傳輸效率。安全性在配置過(guò)程中應(yīng)考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，采取必要的安全措施以防止?shù)據(jù)泄露或被篡改。兼容性確保所使用的設(shè)備、軟件和網(wǎng)絡(luò)均支持OPCUAPubSub和TSN標(biāo)準(zhǔn)。注意事項(xiàng)087.1映射配置過(guò)程1.確定映射需求首先，需要明確OPCUAPubSub與TSN之間映射的具體需求，包括數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、確定性等要求。2.配置OPCUAPubSub模型根據(jù)需求，配置OPCUAPubSub模型，包括定義發(fā)布者和訂閱者的信息模型、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)變化通知機(jī)制等。7.1映射配置過(guò)程7.1映射配置過(guò)程3.配置TSN流參數(shù)根據(jù)OPCUAPubSub模型的需求，配置相應(yīng)的TSN流參數(shù)，如流的優(yōu)先級(jí)、調(diào)度策略、帶寬分配等，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和確定性。4.建立映射關(guān)系在OPCUAPubSub模型和TSN流之間建立映射關(guān)系。這包括將OPCUAPubSub的消息映射到TSN流上，以及將TSN流上的數(shù)據(jù)映射回OPCUAPubSub的消息格式。5.驗(yàn)證與測(cè)試在完成映射配置后，需要進(jìn)行驗(yàn)證和測(cè)試以確保映射的正確性和性能。這包括測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、可靠性和穩(wěn)定性等方面。7.1映射配置過(guò)程6.優(yōu)化與調(diào)整：根據(jù)測(cè)試結(jié)果，對(duì)映射配置進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃?。這可能涉及到調(diào)整OPCUAPubSub模型的參數(shù)、優(yōu)化TSN流的調(diào)度策略等。通過(guò)這一系列的映射配置過(guò)程，GB/T42563-2023標(biāo)準(zhǔn)確保了OPCUA與TSN之間的有效融合和互聯(lián)互通，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確傳輸提供了重要支持。097.2OPCUAPubSub流到TSN流的映射配置此部分詳細(xì)描述了如何將OPCUAPubSub流映射到TSN流。這涉及識(shí)別OPCUAPubSub流中的關(guān)鍵參數(shù)，如發(fā)布者和訂閱者的信息，以及數(shù)據(jù)流的相關(guān)屬性，然后將這些信息轉(zhuǎn)換為T(mén)SN可以理解和處理的格式。映射配置過(guò)程在映射過(guò)程中，需要關(guān)注的關(guān)鍵參數(shù)包括OPCUAPubSub流的名稱、發(fā)布者ID、數(shù)據(jù)集信息、發(fā)布周期、QoS需求等。這些參數(shù)將被映射到TSN流的相應(yīng)屬性中，如TSN流的ID、優(yōu)先級(jí)、偏移量等，以確保數(shù)據(jù)流在TSN網(wǎng)絡(luò)中的正確傳輸。關(guān)鍵參數(shù)映射7.2OPCUAPubSub流到TSN流的映射配置VS在映射過(guò)程中，必須確保OPCUAPubSub流中的語(yǔ)義信息在映射到TSN流后保持一致。這意味著映射后的TSN流應(yīng)該能夠準(zhǔn)確地反映原始OPCUAPubSub流中的數(shù)據(jù)含義和更新頻率。靈活性和可擴(kuò)展性映射配置應(yīng)該具有一定的靈活性和可擴(kuò)展性，以適應(yīng)未來(lái)可能出現(xiàn)的新的OPCUAPubSub流類型和TSN網(wǎng)絡(luò)特性。這要求映射配置能夠支持多種不同的映射模式和參數(shù)設(shè)置，以便根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。保持語(yǔ)義一致性7.2OPCUAPubSub流到TSN流的映射配置10附錄A(資料性)OPCUAPubSub和TSN映射描述符附錄A(資料性)OPCUAPubSub和TSN映射描述符在《信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換OPC統(tǒng)一架構(gòu)與時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)融合映射》標(biāo)準(zhǔn)（GB/T42563-2023）中，附錄A提供了OPCUAPubSub和TSN（時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)）映射的描述符詳細(xì)信息。這部分內(nèi)容主要描述了如何將OPCUAPubSub模式與時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）進(jìn)行融合映射，以實(shí)現(xiàn)更高效、更可靠的數(shù)據(jù)傳輸。1.OPCUAPubSub-TSN映射實(shí)例附錄A(資料性)OPCUAPubSub和TSN映射描述符描述了具體的映射實(shí)例，包括各個(gè)關(guān)鍵字段的數(shù)據(jù)類型、取值范圍以及是否必須等詳細(xì)信息。例如，`streamName`（流名稱）、`publ