Industriel : vers une implémentation open source du tandem formé par les protocoles OPC UA et TSN

[EDITION ABONNES] Fin février, à l’occasion du salon Embedded World, l’organisme d'obédience germanique OSADL (Open Source Automation Development Lab), qui a travaillé notamment sur l’amélioration des fonctionnalités temps réel de Linux, a lancé la deuxième phase de ses efforts visant à proposer une implémentation open source de la couche protocolaire OPC UA PubSub TSN. ...Enoncée comme ça, l’annonce peut apparaître comme terriblement absconse. Elle entre toutefois dans un vaste mouvement du secteur industriel qui cherche à développer une solution commune de communication et d’interopérabilité entre équipements déployés sur les sites de production et le cloud (lire notre article ici), solution qui pourrait descendre jusqu’aux réseaux de terrain (lire notre article ici).

On rappellera à cet égard qu’en 2017, l’alliance AVnu, l’Industrial Internet Consortium (IIC) et l’OPC Foundation ont annoncé leur collaboration avec des acteurs majeurs de l’industrie disposant à la fois de compétences en technologies informatiques (IT) et opérationnelles (OT) afin de promouvoir dans ce cadre le protocole OPC UA sur réseaux TSN (Time Sensitive Networking). Cette collaboration s’appuyait sur l’engagement, pris en 2016 par une vingtaine d’entreprises présentes sur le marché des automatismes industriels, d'intégrer la technologie OPC UA TSN dans les futures générations de leurs produits.

Développé par l’OPC Foundation et normalisé sous le label EN/CEI 62541, OPC UA est un protocole de communication orienté service, conçu spécifiquement pour le contrôle/commande de processus industriels. En cours de spécification par le groupe de travail TSN du comité IEEE 802.1, les mécanismes TSN, de leur côté, visent à assurer la convergence des technologies de communication Ethernet offrant transfert déterministe de données à haut débit et synchronisation temporelle à haute précision. Avec TSN, les données de contrôle/commande à faible latence et le trafic Ethernet standard peuvent donc cohabiter sur le même support physique, ouvrant la voie à l’adoption de technologies de l’Internet des objets dans les environnements de production.

Parallèlement, le monde open source n’est pas resté les deux pieds dans le même sabot. Alors que l’implémentation OPC UA de référence de l’OPC Foundation n’était disponible que sous licence propriétaire ou sous licence GPL 2.0 (inutilisable pour les industriels souhaitant y associer des logiciels maison à forte valeur ajoutée), une initiative connue sous le nom de projet open62541 a permis de développer une implémentation OPC UA open source sous licence Mozilla 2.0, nettement moins restrictive que la GPL 2.0.

Cette première étape a été suivie en avril 2018 par l’intégration dans le référentiel open62541 de la version open source de l’extension Publish Subscribe (PubSub) pour OPC UA élaborée par l’OSADL dans le cadre d’une initiative menée en association avec l’institut Fraunhofer et l’intégrateur système Kalycito Infotech, initiative rapidement rejointe par les sociétés Heidelberger, Kontron, Linutronix, Pilz, Sick et TQ-Systems. L’extension PubSub permet l’échange de services OPC UA via le mode de transmission sans connexion UDP (User Datagram Protocol), un prérequis pour le déploiement effectif de la technologie OPC UA TSN (alors que OPC UA repose historiquement sur un modèle client-serveur) et une garantie de communications peu gourmandes en ressources.

Fort de ce premier résultat, l’OSADL a donc engagé le 26 février dernier, toujours avec le concours de l’institut Fraunhofer et de Kalycito Infotech, une deuxième phase de ses travaux. Avec l’objectif cette fois-ci de développer les composants logiciels complémentaires permettant de proposer aux marchés de l’industriel et des automatismes une pile open source OPC UA PubSub TSN complète, stable et certifiable. L’amélioration des capacités temps réel d’OPC UA et l’ajout d’une couche de sécurité sont également au programme. Dans ce cadre, l’OSADL est ouvert à la participation (et aux contributions financières) de toute société tierce intéressée.