Enhancing TSN Adoption by Industry: Tools to Support Migrating Ethernet-based Legacy Networks into TSN

New technologies present opportunities and challenges for industries. One major challenge is the ease, or even feasibility, of its adoption. The Time-Sensitive Networking (TSN) standards offer a range of features relevant to various applications and are key for the transition to Industry 4.0. These features include deterministic zero-jitter, low-latency data transmission, transmission of traffic with various levels of time-criticality on the same network, fault tolerance mechanisms, and advanced network management allowing dynamic reconfiguration. This thesis aims to develop tools that enable the industry to adopt TSN easily and efficiently. Specifically, we create tools that facilitate the migration of legacy networks to TSN, enabling the preservation of most of the legacy systems and solutions while reducing costs and adoption time. Firstly, we introduce LETRA (Legacy Ethernet-based Traffic Mapping Tool), a tool for mapping Ethernet-based legacy traffic to the new TSN traffic classes. Secondly, we develop HERMES (Heuristic Multi-queue Scheduler), a heuristic Time-Triggered (TT) traffic scheduler that can meet the characteristics of legacy systems and provide quick results suitable for reconfiguration. Thirdly, we develop TALESS (TSN with Legacy End-Stations Synchronization), a mechanism to avoid adverse consequences caused by the lack of synchronization between legacy systems and TSN-based ones, as not all legacy systems need to support the TSN synchronization mechanisms. Finally, we improve Stream Reservation Protocol (SRP) to enhance Audio-Video Bridging (AVB) traffic configuration in terms of termination and consistency. Uppfinningen av ångmaskinen i slutet av 1700-talet markerade början på en kontinuerlig och snabb process av automatisering och förbättring inom industrin, som tog ytterligare fart i och med införandet av datorstyrda maskiner och robotik i mitten av 1900-talet. Moderna fabriker och deras produkter är beroende av hundratals specialiserade processorer, inklusive sensorer, ställdon och styrenheter, som samarbetar för att utföra uppgifter och tillhandahålla tjänster. Dessa processorer är beroende av kommunikations-subsystem för att samordna och dela resurser. Dessa system, som vanligtvis kallas distribuerade system, omger oss och används av de flesta människor hela tiden. Exempel på distribuerade system finns i en mängd olika exempel, från moderna bilar till fabriker som producerar olika varor. I en bil finns det till exempel många olika s