A pochi mesi dalla presentazione della sua linea di prodotti Industrial Ethernet, Analog Devices ha annunciato di essere diventata membro del board della Clpa, l’associazione che riunisce le aziende produttrici o utenti di apparecchiature in standard Cc-Link. L’associazione è oggi impegnata ad aumentare la sua visibilità fuori dai mercati asiatici, e in questo l’apporto di Ad, basata a Norwood, Massachusetts, dovrebbe essere sensibile; in più, Clpa è impegnata nella diffusione della tecnologia Cc-Link Ie Tsn, ultima arrivata della famiglia Cc-Link, e anche qui Ad potrebbe avere un peso non indifferente, avendo dichiarato di voler rendere i suoi switch compatibili con essa.
Tsn è un po’ l’eterna promessa della comunicazione industriale, ma piano piano si stanno risolvendo tutti i problemi legati alla sua adozione e non è difficile prevedere una sua diffusione capillare nei prossimi anni. A questo proposito, la prima iniziativa ufficiale di Ad in ambito Clpa è stata la pubblicazione di un white paper sul Tsn, che illustra non la tecnologia in sé, ma le sue potenzialità e cosa può consentire alle aziende, oltre a descrivere in modo approfondito la tecnologia Cc-Link Ie Tsn, vista come ideale “ponte” per traghettare gli utenti dalle attuali configurazioni proprietarie al mondo delle reti aperte e integrate fra Ot e It promesso dal Tsn.
Analog Devices e Clpa
Analog Devices entrò ufficialmente nel segmento dell’Industrial Ethernet nel novembre 2019, con la presentazione della linea Chronous: un portfolio di soluzioni di connettività e switching pensate in ottica di industria 4.0. Molti si chiedevano quale sarebbe stata la mossa successiva. E la risposta è arrivata: Analog Devices è entrata a far parte del board della Clpa (Cc-Link Partner Association), un consorzio nato nel 2000 con l’obiettivo di spingere l’adozione in ambito industriale di tecnologie di rete fieldbus aperte, in particolare di quelle della famiglia Cc-Link, sviluppate inizialmente da Mitsubishi e altri. Ad si aggiunge quindi al gruppo dirigente dell’Associazione, che già comprende nomi come 3M, Cisco, Balluff, Cognex, Molex, Idec, Nec, Mitsubishi Electric e Schneider Electric Japan Holding.
Fondata da 134 membri, la Clpa è cresciuta nel tempo e oggi, festeggiati da poco i venti anni, è arrivata a oltre 3.800 soci. Bisogna dire che, anche se Clpa dichiara che l’80% degli iscritti sono aziende con presenza globale, l’Associazione è di fatto percepita come ente che opera prevalentemente sui mercati asiatici. Non per nulla Cc-Link, nato in Giappone, è tuttora lo standard di riferimento per quei mercati, ma fatica maggiormente in Europa e nelle Americhe – a dispetto di quasi 30 milioni di nodi installati con 2.100 prodotti disponibili da 340 produttori. Proprio per questo problema di percezione, il Consiglio di Amministrazione di Clpa ha esplicitamente dichiarato che il suo primo obiettivo è di diffondere sempre più le tecnologie Cc-Link, in particolare la più recente Cc-Link Ie Tsn, in tutto il mondo.
Conseguenze dell’ingresso di Analog Devices
L’arrivo di Analog Devices nel board dell’Associazione dovrebbe da una parte incrementare fortemente la penetrazione di Ad in Giappone e Asia, e dall’altra migliorare la visibilità delle soluzioni Cc-Link in Europa e Usa; una situazione win-win insomma, nella quale entrambi i player avranno concreti vantaggi.
Ma i vantaggi riguarderanno anche gli utilizzatori, visto che Analog Devices intende mettere le sue risorse di ricerca e sviluppo al lavoro per implementare sui suoi switch per Industrial Ethernet la tecnologia chiave proposta da Clpa, ovvero Cc-Link Ie Tsn (Industrial Ethernet Time Sensitive Networking). Questa tecnologia, ultima arrivata nella famiglia Cc-Link, è la prima a combinare funzionalità Gigabit Ethernet (quindi una velocità nettamente superiore a quella raggiungibile con le vecchie reti 100BaseT o addirittura 10BaseT) con la tecnologia Tsn, costituita da un set di standard in via di completamento da parte dell’Ieee. Lo sviluppo di Tsn è iniziato nel 2012, e quando sarà completato consentirà di far viaggiare ad altissima velocità dati a temporizzazione critica su reti Ethernet di tipo deterministico – in pratica, darà la sicurezza di far arrivare i dati da un punto A a un punto B della rete in un tempo X, mentre nelle reti Ethernet attuali (non deterministiche) i tempi di propagazione dei pacchetti possono variare in base al traffico presente in linea.
Tsn, eterna promessa delle reti industriali
Che il Tsn sia una sorta di Sacro Graal della comunicazione per le reti industriali lo dicono un po’ tutti da parecchi anni; tuttavia, la strada che porterà prima o poi alla sua adozione generalizzata è lastricata di ostacoli. Tre soprattutto.
Prima di tutto la complessità, che è intrinseca nello standard, visto come è stato concepito: Tsn nasce infatti da un “allargamento” di scopo di alcune tecnologie che erano state proposte per la trasmissione di dati audio video, cui sono stati aggiunti una serie di requisiti utili a generalizzarlo, consentendone così l’impiego in altri ambiti, da quello dell’automotive a quello industriale.
Il secondo problema di Tsn è che, mentre l’Ieee creava i comitati ed espandeva mano a mano le specifiche, spostando sempre più avanti la data di effettiva disponibilità della tecnologia, diversi player si erano dati da fare per trovare una soluzione “quick&dirty” alla problematica, arrivando rapidamente sul mercato con versioni proprietarie del protocollo Ethernet, basate su chip in grado di aggiungere allo standard i due o tre requisiti dei quali si sentiva maggiormente la mancanza in ambito industriale – come la certezza dei tempi di trasmissione e la sicurezza del delivery dei pacchetti.
Il terzo grosso problema di Tsn è che, mentre a parole tutti sono favorevoli agli standard aperti, alla prova dei fatti i produttori di sistemi industriali sono, chi più chi meno, molto legati alle proprie tecnologie proprietarie, in particolare per quanto riguarda i bus di campo: la convinzione alla base del ragionamento fatto da molti produttori è che, se un cliente adotta il mio bus di campo, dovrà comprare tutta l’automazione da me, e non potrà andare da un mio concorrente se non cambiando completamente tutti i propri impianti. Solo negli ultimissimi anni i produttori hanno iniziato a capire che i clienti, di fronte alla scelta fra un bus aperto e uno proprietario, tendono a preferire il primo, e che quindi nel tempo rimanere chiusi a difesa del proprio orticello diventerà penalizzante.
Questa constatazione ha convinto molti produttori a cambiare atteggiamento nei confronti degli standard aperti. Generalmente, le azioni adottate sono state due: entrare nel processo di sviluppo dello standard Tsn – in modo da far sentire la propria voce anche in sede di stesura delle specifiche – e attivarsi per fare in modo che il proprio protocollo proprietario possa girare su Tsn, fornendo così una sorta di “soluzione ponte” ai propri clienti: quelli nuovi, che potranno installare il fieldbus proprietario sapendo di poter passare in futuro a una soluzione completamente aperta senza cambiare l’hardware; e quelli preesistenti, che potranno rinnovare gli impianti di rete pur mantenendo il protocollo di comunicazione già in uso, e che in futuro potranno usare protocolli diversi sulla stessa infrastruttura. A fronte del dibattito tecnologico, dobbiamo considerare anche la parte economica: secondo stime recenti pubblicate da Global Market Insight, il mercato dell’Ethernet industriale potrebbe passare dai 35 miliardi di dollari del 2019 a circa 100 miliardi nel 2026, con una Cagr oltre il 15%.
L’approccio di Clpa
Clpa ha scelto appunto un approccio di questo tipo, implementando il proprio protocollo di fieldbus sul backbone fornito da Tsn. Ed essendosi mossa per prima, è stata anche la prima a portare sul mercato una soluzione completa, capace di combinare il protocollo Cc-Link, la Gigabit Ethernet e il Tsn, ottenendo già nel 2018 un bus industriale aperto ad altissima velocità. Studiato pensando al futuro, Cc-Link Ie Tsn permette di integrare in modo flessibile le reti Ot (che coprono la fabbrica) con le reti It (quelle dei sistemi di controllo informatici, dai server edge ai data center) fornendo a entrambe maggiori prestazioni e funzionalità. Le opzioni di sviluppo messe in campo da Clpa garantiscono a ogni produttore la possibilità di aggiungere questa tecnologia ai propri prodotti in modo rapido, consentendo di arrivare più rapidamente sul mercato dell’IIoT. A fine 2020, circa 2 anni dopo la presentazione delle specifiche della tecnologia, sono già disponibili o in sviluppo oltre 100 i prodotti basati su Cc-Link Ie Tsn.
«Il nostro successo e la continua crescita del consorzio Clpa nel corso degli anni dimostrano chiaramente che la nostra famiglia di reti aperte è stata ormai accettata in moltissimi settori industriali – ha commentato John Browett, General Manager di Clpa-Europe – Come attori affermati del settore, proponiamo tecnologie per reti aperte robuste, comprovate e orientate al futuro. Il nostro obiettivo è continuare a innovare il settore con le nostre soluzioni che guideranno il mercato per i prossimi 20 anni e oltre».
Un white paper su Tsn da Ad e Clpa
Sull’argomento Tsn è stato scritto molto, ma la maggior parte dei documenti che si possono reperire in rete descrivono essenzialmente la tecnologia in sé, o al massimo ne elencano le funzionalità e le prestazioni. Più difficile è trovare materiale sulle potenzialità, sui vantaggi, e sulle motivazioni che possono spingerne l’adozione, e sulle tecnologie che possono essere usate nel periodo di transizione fra gli attuali standard proprietari e il Time Sensitive Networking. Ebbene, proprio questi sono gli argomenti principali trattati in un nuovissimo white paper che rappresenta il primo “atto ufficiale” della collaborazione fra Ad e Clpa. Il white paper si intitola “Tsn – The case for action Now” e si può scaricare liberamente dal sito della Clpa (https://eu.cc-link.org) compilando un semplice modulo. Il documento esamina da vicino il Tsn e la sua capacità di integrare le reti Ot e It, ottenendo la sospirata convergenza e trasparenza dei dati fra stabilimento e gestione business, così agognata dall’industria 4.0.
Oltre a descrivere l’evoluzione degli standard, il white paper indaga sul significato di questa evoluzione per i business che adotteranno la tecnologia, dettagliandone i benefici a breve e lungo termine sia per gli utenti finali, sia per i produttori di automazione. Infine, è presente un’analisi dettagliata delle caratteristiche di Cc-Link Ie Tsn, visto come tecnologia ponte in grado di aiutare i clienti nella fase di transizione dai vecchi bus proprietari alle nuove reti basate su Tsn. «Tsn rappresenta il futuro della comunicazione industriale ed è un abilitatore chiave per le applicazioni di industria 4.0. Adottandolo, i produttori di dispositivi, di macchinari e gli utenti finali potranno beneficiare di un concreto vantaggio competitivo» ha commentato Browett.
