2022時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)產(chǎn)業(yè)白皮書

時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)產(chǎn)業(yè)白皮書目錄一、 背景介紹 1（一）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)演進概述 1（二）時間敏感網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀 3技術(shù)現(xiàn)狀 3產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 3（三）時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢 7互聯(lián)互通 7全業(yè)務(wù)高質(zhì)量承載 7智慧運維 8（四）時間敏感網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)驅(qū)動力 9二、 技術(shù)體系 （一）標準體系 IEEE IEC 13IETF 13（二）時間敏感網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 15工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu) 15時間敏感網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu) 15時間敏感網(wǎng)絡(luò)功能架構(gòu) 17（三）時間敏感網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵特性 19時間同步 19流量調(diào)度 20網(wǎng)絡(luò)管理 21安全可靠 24三、 與其他技術(shù)合創(chuàng)新 27（一）TSN+OPCUA 27（二）TSN+邊緣計算 28業(yè)務(wù)需求 28技術(shù)融合 28應(yīng)用融合 34（三）TSN+5G 37TSN與5G融合的工業(yè)需求分析 37TSN與5G融合的研究現(xiàn)狀 38TSN與5G融合的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn) 39TSN與5G融合的演進路線展望 39四、 應(yīng)用場景 41（一）TSN在制造業(yè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用 41（二）TSN在車載以太網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用 43車載網(wǎng)絡(luò)背景概述 43車載網(wǎng)絡(luò)以太化的意義 43TSN對車載以太網(wǎng)的推動 44時間敏感網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)白皮書時間敏感網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)白皮書PAGEPAGE10一、背景介紹（一）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)演進概述工業(yè)網(wǎng)絡(luò)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的基礎(chǔ)，主要包括工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)兩個部分，其范疇涵蓋工業(yè)企業(yè)需要網(wǎng)絡(luò)化支撐的生產(chǎn)、管理、銷售、辦公等各個環(huán)節(jié)。設(shè)備控制技術(shù)（模擬儀表控制、直接數(shù)字控制、集散控制）TCP/IP標準，如表1所示：表1目前主流以太協(xié)議協(xié)議名稱運作組織代表廠家EtherNet/IPODVA羅克韋爾自動化公司（美國）PROFINETPROFIBUS 國際組織（PROFIBUSInternational，PI）西門子Modbus-TCPModbus-IDA施耐德EthernetPWOERLINKEthernetPOWERLINK標準組織（EthernetPOWERLINKStandardizationGroup，簡稱EPSG）ABBEtherCATEtherCAT協(xié)會德國倍福（Beckhoff）公司CC-LINKCC-Link協(xié)會日本三菱每一個工業(yè)以太協(xié)議背后基本都有一個工業(yè)集成商巨頭在主導(dǎo)著該協(xié)議的生態(tài)圈構(gòu)建，針對工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)進行持續(xù)優(yōu)化升級，但彼此之間相對封閉。隨著工業(yè)企業(yè)數(shù)字化及信息化的進一步深化升級，工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)融合趨勢，未來工業(yè)內(nèi)有線連接將被具有以太網(wǎng)物理接口的網(wǎng)絡(luò)主導(dǎo)，同時基于通用標準的工業(yè)以太網(wǎng)逐步取代各種私有的工業(yè)以太網(wǎng)，并實現(xiàn)控制數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)同口傳輸。時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為一種綜合、統(tǒng)一和標準的新興工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，正在打破過去以協(xié)議為維度由某一廠商主導(dǎo)的局面，使得工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)變得更為開放和富有活力。（二）時間敏感網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀技術(shù)現(xiàn)狀近年來，時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）技術(shù)作為新一代以太網(wǎng)技術(shù)，因其符合標準的以太網(wǎng)架構(gòu)，具有精準的流量調(diào)度能力，可以保證多種業(yè)務(wù)流量的共網(wǎng)高質(zhì)量傳輸，兼具技術(shù)及成本優(yōu)勢，得以在音視頻傳輸、工業(yè)、移動承載、車載網(wǎng)絡(luò)等多個領(lǐng)域成為下一代工業(yè)網(wǎng)絡(luò)承載技術(shù)的重要演進方向之一。在時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）標準的制定過程中，主要由IEEE802TSN近年來隨著時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在各個應(yīng)用領(lǐng)域受到更為廣泛和高度的關(guān)注，IEEE也針對該項技術(shù)在垂直行業(yè)的應(yīng)用開展了研究和標準的研制。產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

圖1時間敏感網(wǎng)絡(luò)標準關(guān)鍵路標目前TSN技術(shù)已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)關(guān)注熱點：行業(yè)組織相關(guān)進展

圖2時間敏感網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀示意眾多獨立第三方組織開始積極參與TSN標準的測試、推廣及產(chǎn)品認證等各項工作。AVNUTSN低延遲特性提供認證服務(wù)，以保證其合規(guī)性和互操作性要求。該2017TSN標準在各垂直行業(yè)的應(yīng)用。LNI4.0也以每季度一次的頻度定期組織進行TSN除此之外，一些制造業(yè)的自動化產(chǎn)品廠商（如：B&R）還在OPCUATSNShaper各行業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)供應(yīng)商已經(jīng)加入到了該組織中，共同推廣基于TSN+OPCUA傳統(tǒng)自動化廠商自2017年下半年起，在德國紐倫堡工業(yè)自動化展覽會（SPSIPCDrive）和漢諾威工業(yè)展上，不少廠商開始就其產(chǎn)品在TSNTSN產(chǎn)品和解決方案。例如：2017EtherCATTSN201711BeckhoffTSN塊EK1000；2017年5月NI發(fā)布了多款集成TSN技術(shù)的控制器，如：CompactDAQ、CompactRIO等；2017PIProfiNetTSN2019TSNOPCUAPub/Sub（）SERCOS則在SPSIPCDrive上展示了由TSN交換機橋接組成的Rexroth運動控制系統(tǒng)；以三菱為代表的CC-LinkIE2019CC-LinkIEoverTSNTSNCC-LinkIEIO。通信設(shè)備廠商2018、2019OPC-UATSNTSN2018、2019TSNTSNMoxa2018SPS中展示了TSNIIC合測試床中展示MoxaTSN20194TSN2020TSN芯片廠商BROADCOMBCM53570BCM53112、BCM53162TSNBCM53154TSN芯片。MARVELL88E6390X、88Q5050TSNNXPSJA1105、SJA1105TELTSN車載ECU。ADITSNTSN網(wǎng)橋轉(zhuǎn)換模塊市場。TTTechSoCe、XilinxTSN芯片IPcore。（三）時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢互聯(lián)互通時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）技術(shù)遵循標準的協(xié)議體系，具有更好的互聯(lián)互通優(yōu)勢。如圖3所示，傳統(tǒng)的通用以太網(wǎng)，開放性好（便宜、互操作性好，但性能不能滿足工業(yè)應(yīng)用要求；傳統(tǒng)的工業(yè)以太網(wǎng)，為了滿足確定性時延等工業(yè)場景中的要求，對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進行了專門定制化開發(fā)，并需要專用硬件的支持。這樣造成了不同協(xié)議無法互通、只能專網(wǎng)專用、可擴展性差、成本高等問題。而基于通用以太協(xié)議的TSN技術(shù)，在提供確定性時延、帶寬保證等能力的同時，給出了一個標準的、開放的二層，改進了互操作性，同時降低了成本。圖3傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)的比較全業(yè)務(wù)高質(zhì)量承載TSN的融合提供了可能，同時支持不同類型的業(yè)務(wù)流在這張扁平化的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)混合承載。時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）技術(shù)系列標準中所定義的隊列調(diào)度等數(shù)據(jù)面相關(guān)的機制，為二層網(wǎng)絡(luò)保證不同等級的業(yè)務(wù)流的差異化的服務(wù)需求提供了可能，進而使能數(shù)據(jù)在工業(yè)設(shè)備到工業(yè)云之間的傳輸和流轉(zhuǎn)的能力。智慧運維時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）技術(shù)遵循SDN體系架構(gòu)，可以基于SDN定義或改進的控制面相關(guān)的協(xié)議，將會大大增強二層網(wǎng)絡(luò)的配置、動態(tài)配置與管理的能力，為整個工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的靈活性配置提供了支撐。（四）時間敏感網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)驅(qū)動力在工業(yè)領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)角色主要可以分為三大類：工業(yè)廠商（oprtor、設(shè)備制造商（venor、集成商（intraor工業(yè)廠商為了制造某個產(chǎn)品，需要建工廠、運營工廠，這個過程中需要從設(shè)備制造商那里采購各種工業(yè)設(shè)備，再在集成商的幫助下完成生產(chǎn)線及經(jīng)營管理系統(tǒng)的搭建。這三類產(chǎn)業(yè)角色都有推動TSN工業(yè)廠商作為需求側(cè)期望通過對工廠的網(wǎng)絡(luò)化升級改造，提升工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)效率，并兼顧成本因素。因此其對于網(wǎng)絡(luò)的主要訴求主要三點：第一是要滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代智能生產(chǎn)、智能管理及智能運營等各類業(yè)務(wù)流量的高質(zhì)量共網(wǎng)傳輸需求，保證產(chǎn)線之間、產(chǎn)線與管理系統(tǒng)、管理系統(tǒng)與運營系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)的可靠流轉(zhuǎn)，為工業(yè)企業(yè)從數(shù)字化到信息化邁向智能化提供網(wǎng)絡(luò)保證。時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）技術(shù)的主要優(yōu)勢就是通過時間同步和精準調(diào)度在滿足各類業(yè)務(wù)流量各自網(wǎng)絡(luò)KPI（帶寬、時延、抖動、丟包）要求前提下，實現(xiàn)共網(wǎng)共路傳輸。第二是要滿足開放兼容的技術(shù)特點，之前的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議相對封閉，而工業(yè)企業(yè)在若干年的生產(chǎn)經(jīng)營過程中，難免會出現(xiàn)不同時期采購的工業(yè)設(shè)備之間的通信協(xié)議無法兼容的問題，無法滿足存量設(shè)備之間，新設(shè)備與存量設(shè)備之間的信息互通及功能協(xié)同的需求，而時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（TSN）依托標準以太網(wǎng)體系架構(gòu)，具備兼容和開放的技術(shù)屬性。第三是降低工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)部署成本，隨著工業(yè)企業(yè)數(shù)字化、信息化、智能化的不斷升級，海量設(shè)備聯(lián)網(wǎng)成為基本要求，之前各家工業(yè)以太網(wǎng)生態(tài)圈相對封閉，導(dǎo)致部署成本昂貴。而時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）技術(shù)的出現(xiàn)將從技術(shù)上打破這種封閉，進而引導(dǎo)市場在開放的技術(shù)架構(gòu)上進行競爭，逐步降低工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的部署及運維成本。設(shè)備制造商作為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)備的供應(yīng)側(cè)，重點關(guān)注通過新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的需求場景中的落地，保持技術(shù)的先進性和產(chǎn)品的競爭力。時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（TSN）是一種新的技術(shù)架構(gòu)，無論是在轉(zhuǎn)發(fā)層面還是在管理層面的技術(shù)都融合了最新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)思想，具有可演進、可拓展的體系架構(gòu)。工業(yè)集成商作為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)解決方案提供方，重點關(guān)注產(chǎn)業(yè)技術(shù)生態(tài)的構(gòu)建以及基于解決方案對于先進方案的融合應(yīng)用。時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）OPCUA5G系，助力形成網(wǎng)絡(luò)對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的強力支撐作用。二、技術(shù)體系（一）標準體系TSNIEEE802.1TSN802架構(gòu)體系中的網(wǎng)間互操作、安全性和整體網(wǎng)絡(luò)管理等方面的標準制定和應(yīng)用推薦。自2015年開始，IETF開始關(guān)注時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在大規(guī)模組網(wǎng)場景下的應(yīng)用，將其從二層承載擴展到三層網(wǎng)絡(luò)，即確定性網(wǎng)絡(luò)（Detnet）并與IEEE802.1Q相關(guān)工作組開展聯(lián)合研究。近年來，隨著時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在各個應(yīng)用領(lǐng)域受到更為廣泛和高度的關(guān)注，IEEE也針對該項技術(shù)在垂直行業(yè)的應(yīng)用開展了研究和標準的研制，并有多個工作組同步開展工作，20179IEEEIEC60802TSNIEEE2006年，IEEE802.1工作組成立AVB（AudioVideoBridging）音頻視頻橋接任務(wù)組，并在隨后的幾年里成功解決了音頻視頻網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)實時同步傳輸?shù)膯栴}。有效地解決了數(shù)據(jù)在以太網(wǎng)傳輸中的時序性、低延時和流量整形問題。來自工業(yè)部門的一些參與者立刻看到了其保證帶寬和有界延遲的潛在能力。2012年，AVB任務(wù)組在其章程中擴大了時間確定性以太網(wǎng)的應(yīng)用需求和適用范圍，覆蓋音頻視頻以外的更多領(lǐng)域：工業(yè)、汽車、制造、運輸和過程控制，以及航空航天、移動通信網(wǎng)絡(luò)等，并成立了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實時性工作組，稱為IEEE802.1TSN。2015InterworkingTGTSNTGTSNIEEE802.1TSNTSN802.1CMTSNIECIEEEP60802工作組，目標是定義TSN應(yīng)用于工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)的方案類標準。2019IEEE802.1DFTSNIEEE802.1DGTSN表2IEEE802.1AVB/TSNTaskGroup部分已發(fā)布標準列表標準編號標題狀態(tài)IEEEStd802.1AS-2011時間敏感應(yīng)用的時間同步TimingandSynchronization2017612IEEEStd802.1Qbu-2016幀搶占FramePreemption.2016830IEEEStd802.1Qbv-2015預(yù)訂流量的增強功能Enhancements for Traffic.2016318IEEEStd802.1Qca-2015路徑控制和預(yù)留2016311IEEEStd802.1Qch-2017CyclicQueuingandForwarding2017628IEEEStd802.1Qci-2017Per-Stream Filtering andPolicing.2017928IEEEStd802.1Qcc-2018Stream Reservation Protocol（SRP）Enhancements PerformanceImprovements20171031IEEEStd802.1Qcp-2018YANGDataModel.2018914IEEEStd802.1CB-2017無縫冗余2017928IEEEStd802.1CM-2018Time-SensitiveNetworkingforFronthaul2018年5月7日發(fā)布時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）MAC套通用的時間敏感機制，在確保以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通訊的時間確定性的同時，為不同協(xié)議網(wǎng)絡(luò)之間的互操作提供了可能。在IEEE主要的特性集中在時間同步、流量調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)管理以及安全可靠四大類。IECIEC（InternationalElectricalCommission,簡稱IEC）與時間敏感網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的標準工作項目及其他主要工作內(nèi)容包括：2017IEC（TSN）SC65C/MT9IEEE80260802組，開始制定《用于工業(yè)自動化的時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSNIA）行規(guī)》國際標準。2019年開始，IECEE（IECSystemofConformityAssessmentSchemesforElectrotechnicalEquipmentandComponents）工作組致力于進行時間敏感網(wǎng)絡(luò)一致性測試服務(wù)TSNCnoraeTstervce，目前主要包括進行一致性測試過程的定義（包括：與其他組織的連接和協(xié)作，測試實驗室認定結(jié)果的定義（例如：確認測試在不同的測試實驗室使用不同的硬件/）IETFIETFInternet（InternetEngineeringTaskForce）1986Internet定的最主要的國際標準化組織。2015IETF（Detnet）2IEEE802.12323徑可以提供延遲、丟包和數(shù)據(jù)包延遲變化（抖動）以及高可靠DetNetIETFDetNetYANG表3IETF已經(jīng)發(fā)布的DetNet相關(guān)標準標準編號標題狀態(tài)RFC8557DeterministicNetworkingProblemStatement2019年5月發(fā)布RFC8578Deterministic Networking UseCases2019年5月發(fā)布（二）時間敏感網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)傳統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)不能夠滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景下設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)所構(gòu)成的物質(zhì)世界與有連接數(shù)據(jù)分析的數(shù)字世界的融合需求。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景下的互聯(lián)互通，不僅需要實現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)中各業(yè)務(wù)單元的互通，還需要打通從現(xiàn)場控制到云端的數(shù)據(jù)通路。圖4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)時間敏感網(wǎng)絡(luò)將做為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通的核心，連接存量的傳統(tǒng)工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)線、負責采集海量工業(yè)數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)、以及需要高質(zhì)量純屬的新型工業(yè)應(yīng)用，承載各類控制和運行維護流量。時間敏感網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用主要定位于實現(xiàn)工廠內(nèi)網(wǎng)控制網(wǎng)絡(luò)（OT）中各生產(chǎn)單元之間，控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)（IT）之間的互聯(lián)互通。如下圖圖5工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)第一階段TSN的部署將定位于實現(xiàn)工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，根據(jù)應(yīng)用場景及網(wǎng)元在網(wǎng)絡(luò)中的位置，將TSN設(shè)備分為網(wǎng)關(guān)、橋設(shè)備、端設(shè)備三個角色。網(wǎng)關(guān)設(shè)備主要部署于時間敏感網(wǎng)絡(luò)域邊緣，支持在數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層實現(xiàn)跨時間敏感網(wǎng)絡(luò)域及時間敏感網(wǎng)絡(luò)域與非時間敏感網(wǎng)絡(luò)域之間的互通。網(wǎng)橋設(shè)備主要部署于時間敏感網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)部，實現(xiàn)時間網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)部業(yè)務(wù)單元（車間、產(chǎn)線、設(shè)備）的互聯(lián)互通。建議以三層架構(gòu)部署網(wǎng)橋設(shè)備，即核心、匯聚、接入層設(shè)備。核心層設(shè)備部署于工廠級機房，實現(xiàn)工廠內(nèi)部各車間之間的互聯(lián)互通；匯聚層設(shè)備部署于車間級機房實現(xiàn)車間內(nèi)部不同產(chǎn)線之間、集中式控制器與設(shè)備之間的互聯(lián)互通；接入設(shè)備部署于生產(chǎn)現(xiàn)場實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備、傳感器等通信接口的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換并與控制器、檢測監(jiān)控裝置進行互聯(lián)互通。端設(shè)備則指具備時間敏感網(wǎng)絡(luò)功能的工業(yè)設(shè)備，包括控制器、PLC、伺服、I/O等設(shè)備。時間敏感網(wǎng)絡(luò)功能架構(gòu)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中，業(yè)務(wù)流量模型相比傳統(tǒng)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的流量更為復(fù)雜，即從單一的產(chǎn)線內(nèi)部的控制流量，轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)線內(nèi)部、產(chǎn)線之間、控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)之間的多種業(yè)務(wù)流量類型并存，滿足向智能化演進的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的功能架構(gòu)呼之欲出。時間敏感網(wǎng)絡(luò)的功能架構(gòu)應(yīng)該遵循SDN技術(shù)思路，并遵照當前的協(xié)議要求（IEEt821cc，包含控制管理單元（CNC、CC，傳輸單元（網(wǎng)關(guān)、交換機，應(yīng)用單元（工業(yè)端設(shè)備、基站等）三種功能單元。圖6工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)管理單元中CUC負責用戶對網(wǎng)絡(luò)需求的翻譯及網(wǎng)絡(luò)信息和設(shè)備配置的域間協(xié)同，CNC現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控管理、網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)現(xiàn)、流量監(jiān)控及調(diào)優(yōu)，業(yè)務(wù)建模及調(diào)度模型下發(fā)等功能。傳輸單元除了支持時間敏感網(wǎng)絡(luò)相關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)特性，還支持相關(guān)在線測量協(xié)議，實時將相關(guān)狀態(tài)上送給管理單元，以便實現(xiàn)實時的全網(wǎng)監(jiān)控，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求和狀態(tài)，動態(tài)調(diào)整相關(guān)配置。應(yīng)用單元則需要具備接入時間敏感網(wǎng)絡(luò)的能力，支持在線測量及運行維護相關(guān)協(xié)議，以實現(xiàn)全網(wǎng)拓撲發(fā)現(xiàn)、狀態(tài)監(jiān)測以及網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)調(diào)優(yōu)。（三）時間敏感網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵特性時間同步TSN提供流量的延遲保證的關(guān)鍵特性之一是時間同步,流量控制和管理組件（802.1qbv802.1qcc）TSN0（幾乎是極少丟包）和時延抖動。802.1as（聲音、視頻等）在基于以太的橋接網(wǎng)絡(luò)或虛擬橋接網(wǎng)絡(luò)等時延固定或?qū)ΨQ的傳輸媒質(zhì)中的同步傳送。其內(nèi)容包括在網(wǎng)絡(luò)正常運行或添加、移除或重配置網(wǎng)絡(luò)組件和網(wǎng)絡(luò)故障時對時間同步機制的維護。與IEEE1588（PTP）協(xié)商網(wǎng)絡(luò)主時鐘的方法，即最優(yōu)主時鐘算法（BestMasterClckAgrtm，簡稱BMA。BCA機制，用于標識出局域網(wǎng)內(nèi)的主時鐘（Grnmsr。一旦主時鐘被選定，所有局域網(wǎng)節(jié)點的PTP設(shè)備將以此主時鐘為參考值GrandmasterBMCA802.1AS的核心在于時間戳機制（Timsapng。P消息在進出具備802.1AS功能的端口時，會根據(jù)協(xié)議觸發(fā)對本地實時時鐘（RTC）的采樣，將自己的RTC值與來自該端口相對應(yīng)的主時鐘（Master）的信息進行比較，利用路徑延遲測算和補償技術(shù)，將其RTCPTPPTP個局域網(wǎng)，各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備間就可以通過周期性的PTP消息的交換精確地實現(xiàn)時鐘調(diào)整和頻率匹配算法。最終，所有的PTPGrandmaster7環(huán)境中，理論上PTP1μs流量調(diào)度TSN業(yè)務(wù)流的特性，作為選擇調(diào)度機制與優(yōu)先級的依據(jù)。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的流量類型眾多，并沒有統(tǒng)一的分類方法。錯誤!未找到引用源。7為一種分類方法的示例：圖7工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)中的典型流量其中，同步實時流（Isochronousreal-timetraffic）對時延的要求最高。同步實時流常用于運動控制（Motioncotl，該類流的特點包括：周期性發(fā)包，一般其周期小于2ms100Bytes；deadline時間之前抵達對端。總體上，時間敏感網(wǎng)絡(luò)的流量調(diào)度可分為兩大類方案：一是基于時隙化調(diào)度的方案，一是基于QoS的調(diào)度方案。前者需要全網(wǎng)進行時間同步。TSN的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)可以為時間敏感的業(yè)務(wù)流的傳輸提供有界時延，亦即時延上界。網(wǎng)絡(luò)管理時間敏感網(wǎng)絡(luò)的配置模型分為全集中式配置模型、混合式配置模型以及全分布式配置模型三種。全集中式配置模型使用集中式網(wǎng)絡(luò)配置控制器（CNC，CentralizedNetworkConfigurationcontroller）戶配置控制器（CUCCentralizedUserConfigurationcotolr。模型如錯誤!未找到引用源。8：圖8TSN集中式配置模型TalkerListener分別是數(shù)據(jù)流的發(fā)送方和接收方；Bridge可以是不同形態(tài)的二層橋接設(shè)備，如工業(yè)交換機、具有二層交換網(wǎng)口的工業(yè)設(shè)備；CNC（集中式網(wǎng)絡(luò)配置，CentralizedNetworkConfiguration）控制器與CUC（集中式用戶配置，CentralizedUserConfiguration）控制器不一定為獨立的實體設(shè)備，可作為軟件功能模塊，如嵌入交換機系統(tǒng)中。集中式配置模型的控制面工作流程如下：新增數(shù)據(jù)流時，CUCTalker、ListenerCNC8；CC根據(jù)獲得的信息，進行相應(yīng)的運算，并將得到的網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)下分別下發(fā)給網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)的各個Brde，即圖8（代表網(wǎng)絡(luò)配置；Brige8中的灰色虛線代表CUCTSN混合式配置模型（分布式用戶、集中式網(wǎng)絡(luò)配置模型）使用集中式網(wǎng)絡(luò)配置控制器（CNCCentralizedNetworkCofgrtonntolr9：圖9TSN混合式配置模型TalkerListener分別是數(shù)據(jù)流的發(fā)送方和接收方；Bridge可以是不同形態(tài)的二層橋接設(shè)備，如工業(yè)交換機、具有二層交換網(wǎng)口的工業(yè)設(shè)備；CNC（集中式網(wǎng)絡(luò)配置，CentralizedNetworkConfiguration）控制器與CUC（集中式用戶配置，CentralizedUserConfiguration）控制器不一定為獨立的實體設(shè)備，可作為軟件功能模塊，如嵌入交換機系統(tǒng)中。一般的，混合式配置模型的控制面工作流程如下：新增數(shù)據(jù)流時，Talker、ListenerCNC9中黑色虛線（代表用戶網(wǎng)絡(luò)接口；NC根據(jù)獲得的信息，進行相應(yīng)的運算，并將得到的網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)下分別下發(fā)給網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)的各個Brige，9（代表網(wǎng)絡(luò)配置；Brige根據(jù)收到的配置信息，即可在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀時使用相應(yīng)的策略。由此可見，集中式配置模型和混合式配置模型的主要差異在于用戶網(wǎng)絡(luò)接口不同，以及該接口的用戶側(cè)是CUC還是Talker/Listener。全分布式配置模型全分布式配置模型無需CUC、CNC，控制面模型如圖10：圖10TSN分布式配置模型Talker、Listener分別是數(shù)據(jù)流的發(fā)送方和接收方；Bridge可以是不同形態(tài)的二層橋接設(shè)備，如工業(yè)交換機、具有二層交換網(wǎng)口的工業(yè)設(shè)備。一般的，混合式配置模型的控制面工作流程如下：新增數(shù)據(jù)流時，Talker使用一種資源預(yù)留協(xié)議，該協(xié)議報文攜帶了用戶需求信息，逐跳傳輸，直到抵達Listener；傳輸過程中，路徑上BridgeTalkerTalker；任何時候，Bridge則資源預(yù)留過程失??；資源預(yù)留成功后，Talker可以正式發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)給Listener。分布式配置模型的用戶網(wǎng)絡(luò)接口在數(shù)據(jù)模型的定義上與混合式配置模型基本相同，但分布式配置模型需要額外定義一種資源預(yù)留協(xié)議的功能。安全可靠IEE0.CB（幀復(fù)制和消除，能夠支持無縫數(shù)據(jù)冗余，它能夠檢測并減輕由于循環(huán)冗余校驗（CRC）錯誤、斷線以及連接松動所引起的問題。時間關(guān)鍵型數(shù)據(jù)幀被進行擴展以包括一個序列號，并在每個幀遵循網(wǎng)絡(luò)中的一條單獨路徑的情況下進行復(fù)制。在網(wǎng)絡(luò)中的任何網(wǎng)橋或合并點上，當這些單獨的路徑再次匯合到一起時，將從數(shù)據(jù)流中消除重復(fù)的幀，從而允許應(yīng)用程序無損接收數(shù)據(jù)幀。圖11802.1CB協(xié)議機制802.1CB0XF1C1圖12R-TAG格式序號生成器的值則從010。流分裂功能將帶有序號的報文復(fù)制相同的為1份或者多份，從不同的端口發(fā)出，通過冗余的鏈路轉(zhuǎn)發(fā)。流恢復(fù)算法則負責通過相關(guān)算法恢復(fù)受損業(yè)務(wù)流量。IEEE802.1QciTSN標準安全協(xié)議的一部分，基于流過濾和管制，主要為防止網(wǎng)絡(luò)攻IngressPolicing，它對每個流量PSFRID報文是否在允許通過的時間段內(nèi)接收到，如果不滿足條件，報文就會在引發(fā)任何影響之前被過濾和丟棄。802.1Qci可以對付DDoS壓另一個數(shù)據(jù)流的帶寬時，入口管理策略會將數(shù)據(jù)流整形。流程圖如下：圖13802.1Qci流程圖在TSNMACsec（MediaAccessControlSecurity，MAC安全）保護網(wǎng)絡(luò)中的各種數(shù)據(jù)流量。MACsec定義了基于IEEE802MACsecMAC層數(shù)據(jù)發(fā)送和接收服務(wù)，包括用戶數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)幀完整性檢查及數(shù)據(jù)源真實性校驗。MACsec802.1X架配合使用，通過使用MKA（MACsecKeyAgreement，MACsec密鑰協(xié)商）協(xié)議協(xié)商生成的密鑰對已認證的用戶數(shù)據(jù)進行加密和完整性檢查，避免端口處理未認證設(shè)備的報文或者經(jīng)過篡改的報文。三、與其他新技術(shù)的融合創(chuàng)新（一）TSN+OPCUATSNMAC的是網(wǎng)絡(luò)通訊中數(shù)據(jù)傳輸及獲取的可靠性和確定性的問題；而如果要真正實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的互操作，還需要有一套通用的數(shù)據(jù)解析機制，這就是OPCUA。TSN+OPCUA確定性并真正獨立于設(shè)備廠商的通信網(wǎng)絡(luò)，確保了在一個系統(tǒng)中來自不同廠家的多種設(shè)備可以方便快速高效地進行協(xié)作，將會在帶寬、安全、互操作、延遲和同步等方面帶來巨大改善，可以滿足工業(yè)應(yīng)用的各種傳輸需求。在工廠數(shù)據(jù)采集、傳輸與生產(chǎn)運營中，都會需要對現(xiàn)場的機器狀態(tài)、生產(chǎn)能耗、質(zhì)量相關(guān)、生產(chǎn)相關(guān)參數(shù)進行采集，TSN+OPCUA在整體上使得在工廠的各個環(huán)節(jié)的橫向與縱向數(shù)據(jù)實現(xiàn)了透明交互，并且配置效率更高，程序與應(yīng)用模塊化更強。（二）TSN+邊緣計算業(yè)務(wù)需求隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬快速提升，以及計算、存儲成本的快速下降，極大促進了物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、AI等技術(shù)的發(fā)展。這些信息技術(shù)，促進了全球進入了數(shù)字化浪潮，數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為企業(yè)未來發(fā)展的關(guān)鍵能力，各行各業(yè)進入了智能發(fā)展時代。一方OTICT大融合，以及泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)和車聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)的發(fā)展也極大促進了邊緣計算、云邊協(xié)同等技術(shù)的起步。另一方面這些技術(shù)想要在行業(yè)得到更廣泛、更深度的應(yīng)用，對傳統(tǒng)以太網(wǎng)提出了更高的要求。邊緣計算和TSN的相互結(jié)合，在本質(zhì)上是相互IT技術(shù)融合邊緣計算是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、應(yīng)用核心能力的分布式開放平臺，就近提供邊緣智能服務(wù)，滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接、實時業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護等方面的關(guān)鍵需求。它可以作為聯(lián)接物理和數(shù)字世界的橋梁，使能智能資產(chǎn)、智能網(wǎng)關(guān)、智能系統(tǒng)和智能服務(wù)。邊緣計算包括如下特性：網(wǎng)絡(luò)管理與維護。聯(lián)接性需要充分借鑒吸收網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域先進研究成果，如TSNSDNNFVNetworkasaServiceWLAN、NB-IoT、5G其次，邊緣計算作為物理世界到數(shù)字世界的橋梁，是數(shù)據(jù)的第一入口，擁有大量、實時、完整的數(shù)據(jù)，可基于數(shù)據(jù)全生命周期進行管理與價值創(chuàng)造，將更好的支撐預(yù)測性維護、資產(chǎn)效率與管理等創(chuàng)新應(yīng)用；同時，作為數(shù)據(jù)第一入口，邊緣計算也面臨數(shù)據(jù)實時性、確定性、多樣性等挑戰(zhàn)。再次，邊緣計算產(chǎn)品需適配工業(yè)現(xiàn)場相對惡劣的工作條件與運行環(huán)境，如防電磁、防塵、防爆、抗振動、抗電流/電壓波動等。在工業(yè)互聯(lián)場景下，對邊緣計算設(shè)備的功耗、成本、空間也有較高的要求。邊緣計算產(chǎn)品需要考慮通過軟硬件集成與優(yōu)化，以適配各種條件約束，支撐行業(yè)數(shù)字化多樣性場景。最后邊緣計算實際部署天然具備分布式特征。這要求邊緣計算支持分布式計算與存儲、實現(xiàn)分布式資源的動態(tài)調(diào)度與統(tǒng)一管理、支撐分布式智能、具備分布式安全等能力。TSNAII3.0（2018圖14邊緣計算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)TSN了邊緣計算能力：HC包含了不同種類和數(shù)量的計算單元。為了充分利用邊緣設(shè)備的計算能力，業(yè)界在不斷優(yōu)化業(yè)務(wù)模型。一個方向是將復(fù)雜計算自頂向下分解成各個模塊，分別單獨計算，再把計算結(jié)果合成起來輸出最終結(jié)果。另一個方向是自底向上，即設(shè)計新的算法系統(tǒng)，能夠分布在各種邊緣嵌入式設(shè)備中，形成融合計算能力。顯然，在TSN復(fù)雜的邊緣計算設(shè)備必須提供存儲能力，尤其是在有大量數(shù)據(jù)產(chǎn)生的現(xiàn)場，數(shù)據(jù)要能夠保證快速、持久地寫入和查詢等。邊緣計算設(shè)備可能自身攜帶的存儲介質(zhì)有限，更多地通過IPTSN網(wǎng)絡(luò)的支撐下，邊緣計算設(shè)備才能更好地提供這些服務(wù)。邊緣計算和云計算之間不是替代關(guān)系，而是互補協(xié)同關(guān)系，涉及IaaS、PaaS、SaaS各層面的協(xié)同，包括資源協(xié)同、數(shù)據(jù)協(xié)同、智能協(xié)同、應(yīng)用管理協(xié)同、業(yè)務(wù)管理協(xié)同、服務(wù)協(xié)同。這些協(xié)同肯定有實時性要求，一個沒有延遲界限的服務(wù)是沒有意義的。在TSN才能形成一個有效的系統(tǒng)。圖15邊云協(xié)同架構(gòu)邊緣計算位于網(wǎng)絡(luò)側(cè)邊緣，需要接入各種各樣的物聯(lián)網(wǎng)終端以及人的訪問，因此對設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全、應(yīng)用安全都提出了很大的挑戰(zhàn)。TSN能夠保證數(shù)據(jù)被安全地傳輸，這在一定程度上減輕了邊緣計算網(wǎng)絡(luò)的安全負擔。當邊緣計算節(jié)點都架構(gòu)在TSN網(wǎng)絡(luò)上時，邊緣計算節(jié)點之間的計算、存儲、數(shù)據(jù)流動都能得到一定的安全保證，就可以減輕整個系統(tǒng)的設(shè)計復(fù)雜性，從而降低成本。TSNICTTSNICT形態(tài)的變革，同時驅(qū)動ICT向各行各業(yè)深入發(fā)展，引發(fā)智能化變革。圖16TSN與邊緣計算的邏輯關(guān)系邊緣計算在一定程度上依賴TSN，反過來，企業(yè)部署TSN會促進終端向智能化方向發(fā)展，又會促使邊緣計算的產(chǎn)生和部署。大部分企業(yè)通過不停升級網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)硬件設(shè)施，最終網(wǎng)絡(luò)將會同時部署TSN融合模式在這個數(shù)字化是基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)化是支撐，智能化是目標的時代，TSNTSN保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性，準確性。目前TSN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備融合邊緣計算能力及TSN網(wǎng)絡(luò)部署融合邊緣計算能力兩種模式。其一，對于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備融合邊緣計算能力，我們可以在網(wǎng)絡(luò)中部署具備TSN能力的邊緣計算網(wǎng)關(guān)設(shè)備，也可以部署具備邊緣計算能力的TSN設(shè)備來實現(xiàn)。其二，對于TSN網(wǎng)絡(luò)部署方案中融合邊緣計算能力模式，我們可以通過在網(wǎng)絡(luò)中部署TSN設(shè)備，同時在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)部署具備邊緣計算能力的服務(wù)器或控制器來實現(xiàn)。通過以上兩種方式融合，我們可以最終實現(xiàn)云計算到網(wǎng)絡(luò)邊緣的遷移，實現(xiàn)邊緣計算就近處理。邊緣計算和TSN融合將有助于解決邊緣計算在工業(yè)應(yīng)用中的下面關(guān)鍵技術(shù):數(shù)據(jù)采集是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)能力，也是構(gòu)建邊云協(xié)同的第一步。雖然在邊緣側(cè)的傳感器、執(zhí)行器也可以作為數(shù)據(jù)的采集對象，但目前控制器是主流的數(shù)據(jù)采集對象。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是當前行業(yè)內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的數(shù)據(jù)采集工具，通過控制器支持的驅(qū)動協(xié)議來采集所需數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)推送至云平臺。市場上網(wǎng)關(guān)廠家較多，對PLC、CNC等通用控制器的支持較完善，但對私有設(shè)備一般需要進行采集協(xié)議的定制化開發(fā)。網(wǎng)關(guān)服務(wù)既可以部署在獨立的硬件盒子，也可以作為云平臺的一項微服務(wù)組件嵌入現(xiàn)場設(shè)備，使設(shè)備入云更加方便快捷。實時數(shù)據(jù)是邊緣側(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，是一種帶有時態(tài)性的數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)帶有嚴格的時間限制，一旦處于有效時間之外，數(shù)據(jù)將變得無效，會變成歷史數(shù)據(jù)并存儲下來以備后續(xù)使用。實時數(shù)據(jù)分析主要針對工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場當前運行狀態(tài)進行的信號及數(shù)據(jù)分析，應(yīng)用場景如機理模型、設(shè)備健康度診斷、設(shè)備短期KPI等。其作用在于通過邊緣計算對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理（篩選、聚合、分析等，從而為后續(xù)的大數(shù)據(jù)分析提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。該技術(shù)在工業(yè)資產(chǎn)管理軟件、工業(yè)控制器、自動化數(shù)學(xué)工具、機理模型軟件中應(yīng)用比較廣泛。應(yīng)用融合智能制造：隨著消費者對產(chǎn)品需求的日益提高，產(chǎn)品的生模式將一定程度替代大批量生產(chǎn)制造模式，先前制造體系嚴格的分層架構(gòu)已經(jīng)無法滿足當前的制造需求，以某消費電子類產(chǎn)品的制造生產(chǎn)線為例，采用PLC+OPC的模式構(gòu)建，由于訂單種類增加，單批次數(shù)量減少，導(dǎo)致平均每周的切單轉(zhuǎn)產(chǎn)耗時1?2天；新工藝升級每年至少3次、設(shè)備更替每年近百次，導(dǎo)致的控制邏輯/5?12了新產(chǎn)品上線效率。另外制造智能化也是中國，美國，德國等10年制造業(yè)重點領(lǐng)域全面實現(xiàn)智能化，試點示范項目運營成本降50%50%50%ICTOT邊緣計算有助于制造商將由機器生成的大量數(shù)據(jù)集轉(zhuǎn)化為具有洞察力和可操作性的數(shù)據(jù)。它通過利用連接到網(wǎng)絡(luò)的資源（如溫度傳感器、報警器或電機驅(qū)動器）來實現(xiàn)。這使得大數(shù)據(jù)分析能夠在數(shù)據(jù)源中銜接這些設(shè)備并將其帶到互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）域進行進一步邊緣處理或回傳到云端的一種方式。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要能夠支持標準的以太網(wǎng)、控制局域網(wǎng)的其他工業(yè)協(xié)議，還可以支持許多無線協(xié)議，如蜂窩，WiFi或低功耗廣域網(wǎng)LPAN，Zibeo。工業(yè)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計始終處于開啟狀態(tài)，并且堅固耐用，能夠承受智能制造工廠車間中可能遇到的惡劣環(huán)境。由于這些網(wǎng)關(guān)可能將工廠的內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施連接到外部世界，因此它們必須能夠支持高度的網(wǎng)絡(luò)安全特性。隨著更多的智能設(shè)備從云端轉(zhuǎn)移到邊緣，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的作用將變得越來越重要，它不僅是一個網(wǎng)關(guān)，而且是一個邊緣服務(wù)器集成解決方案。這些將提供復(fù)雜的功能，例如：互操作性：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以提供必要的協(xié)議轉(zhuǎn)換，以便將工廠內(nèi)的不能相互通信的設(shè)備之間建立通信方式。卸載計算任務(wù)：邊緣服務(wù)器或更高端的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以通過緩存/存儲信息和充當可以遠程訪問的私有云來卸載來自智能設(shè)備的計算任務(wù)。服務(wù)質(zhì)量：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以最大限度地提高帶寬效率，同時最大限度地減少端點瓶頸。安全性：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以實施比在每個終端實施更復(fù)雜的安全解決方案，為整個工廠網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建一個良好的防御和深入的策略。本地存儲：邊緣存儲只需將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到云端，有助于節(jié)省傳輸成本。例如，將數(shù)據(jù)量較大的高頻捕獲的數(shù)據(jù)發(fā)送到云端進行分析并不理想。相反，將網(wǎng)關(guān)作為計算節(jié)點來捕獲數(shù)據(jù)并在本地進行分析決策會更高效。這樣，只有匯總的數(shù)據(jù)才會發(fā)送到云端。此外，在連續(xù)性要求不高的環(huán)境中，可以在本地收集和保存數(shù)據(jù)，以確保最終捕獲所有數(shù)據(jù)。TSN證上述過程中各類數(shù)據(jù)及信號的準確性，實時性，可調(diào)度性和低延時性。圖17智能制造和邊緣計算（三）TSN+5GTSN5G時間敏感網(wǎng)絡(luò)TSN基于以太網(wǎng)通過功能增強提供高可靠與確定有界低時延流傳送服務(wù)，是面向未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車輛內(nèi)通信、智能電網(wǎng)等高可靠確定低時延應(yīng)用的核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之一。隨IEEE802.1TSNTSN不斷增強并逐漸得到工業(yè)界的廣泛支持，具備在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中實際部署應(yīng)用的基礎(chǔ)和前景。無線通信技術(shù)也是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要連接技術(shù)之一。無線通信技術(shù)具備無需布線、部署靈活以及移動性支持等優(yōu)勢，在自動巡檢、機器人等工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用前景。但無線通信技術(shù)由于其本身物理信道特性等限制，在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用時與有線TSN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比面臨更大挑戰(zhàn)。具備TSN特性的無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括5G是未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要使能技術(shù)。超高可靠低時延通信是5G的三大應(yīng)用場景之一。工業(yè)互聯(lián)5G183GPP5G5GRel-16C-V2X5GNR圖183GPP組織內(nèi)5G演進路線與生態(tài)系統(tǒng)擴展TSN5G5G業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。TSN5G術(shù)互為補充，無縫融合，將為未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展奠定堅實技術(shù)基礎(chǔ)。TSN5G5G的超高可靠低時延通信是實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵能力之5GTSN界與學(xué)術(shù)界的研究熱點之一。高通公司研究組提出了面向工業(yè)5GTSN現(xiàn)與有線TSN技術(shù)能力應(yīng)用至無線網(wǎng)絡(luò)面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，以及如何擴展現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)包括WiFi5GTSNTSN5G方案并對相應(yīng)的融合應(yīng)用場景進行了分析，對融合網(wǎng)絡(luò)的配置管理技術(shù)進行了討論。因此，如何將無線5GTSN術(shù)實現(xiàn)無縫融合是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)重要且關(guān)鍵的技術(shù)難題之一。TSN5G第一，TSN5G5G一。有線TSNgPTP5GgPTPTSN第二，TSN5G5G術(shù)面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，需要提供確定性低時延流調(diào)度能力，如有線TSN802.1Qbv5G線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實現(xiàn)類似于802.1Qbv的流調(diào)度能力，并與有線TSN第三，TSN5G5GTSN網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)以太網(wǎng)或工業(yè)總線的候選技術(shù)之一。如5GTSNTSN5GTSN5GTSN5G以及應(yīng)用場景的需求變化而不斷向前演進，為未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的逐步部署奠定技術(shù)基礎(chǔ)。5GTSN5GTSN5GTSN5G類似TSN的有界確定時延和抖動的能力等。中期則進入TSN5G5GTSN5GTSNTSN并行部署，實現(xiàn)有線與無線的冗余部署，可有效提高工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的靈活性與可靠性。但是，TSN5G控等功能尚未完全融合。最后TSN5G5GTSN5GTSNTSNTSN交換機系統(tǒng)實現(xiàn)交換功能，融合網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)統(tǒng)一管控和資源分配。TSN5G完整解決方案。四、應(yīng)用場景（一）TSN在制造業(yè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)協(xié)議族對標工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢，提出了一系列技術(shù)標準。時間敏感網(wǎng)絡(luò)初步主要滿足工廠OTOTITOT根據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和交換機在網(wǎng)絡(luò)中的位置，可以分為工廠級、車間級、現(xiàn)場級應(yīng)用。圖19TSN制造工業(yè)場景網(wǎng)絡(luò)拓撲圖上圖為TSN在制造工業(yè)場景中典型網(wǎng)絡(luò)部署舉例，下面針對該網(wǎng)路部署介紹下TSN在制造工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用：現(xiàn)場