时间敏感型网络(TSN)技术综述——最系统最全面的TSN技术解读

时间敏感型⽹络（TSN）技术综述——最系统最全⾯的TSN技术解读

0 引⾔

随着信息技术（informationtechnology,IT）与运营技术（operation technology,OT）的不断

融合，对于统⼀⽹络架构的需求变得迫切。智能制造、⼯业物联⽹、⼤数据的发展，都使得这

⼀融合变得更为紧迫。⽽IT与OT对于通信的不同需求也导致了在很长⼀段时间，融合这两个领

域出现了很⼤的障碍：互联⽹与信息化领域的数据需要更⼤的带宽，⽽对于⼯业⽽⾔，实时性

与确定性则是问题的关键。这些数据通常⽆法在同⼀⽹络中传输。因此，寻⼀个统⼀的解决

⽅案已成为产业融合的必然需求。

时间敏感型⽹络（timesensitive network，TSN）是⽬前国际产业界正在积极推动的全新⼯

业通信技术。时间敏感型⽹络允许周期性与⾮周期性数据在同⼀⽹络中传输，使得标准以太⽹

具有确定性传输的优势，并通过⼚商独⽴的标准化进程，已成为⼴泛聚焦的关键技术。⽬

前，IEEE、IEC等组织均在制定基于TSN的⼯业应⽤⽹络的底层互操作性标准与规范[1]。

1 实时通信技术的发展及需求

1.1总线时代

早在20世纪70年代，随着可编程逻辑控制器（programmable logic controller，PLC）的产

⽣，为了分布式控制所需的总线也诞⽣。⾄今，总线技术已经发展了近50年，各始创公司开发

指标⽅⾯都有不同。20世纪90年代，随着竞争的加剧，各公司在IEC争取主导地位，产⽣了“总

线之争”。IEC因此产⽣了多达18个总线标准，对访问造成很⼤障碍。

1.2 实时以太⽹阶段

进⼊21世纪，随着标准以太⽹成本的下降，总线开始进⼊基于以太⽹的实时⽹络时代。

2001年，贝加莱推出了⼯业应⽤的Ethernet POWERLINK；2003年，在Profibus基础

上，Siemens开发了PROFINET，Rockwell、 ABB开发了基于DeviceNet应⽤层协议的

Ethernet/IP，Beckhoff开发了EtherCAT，Rexroth开发了基于SERCOS的SERCOSIII。这些⽹

络均采⽤了标准以太⽹介质，即在物理层和数据链路层统⼀了标准，⽽在应⽤层仍然保持原有

的应⽤层，旨在保护⽤户的软件资产投⼊。

1.3 在智能时代的⽹络融合需求

2014年以后，随着⼯业4.0的提出，⼯业物联⽹、智能制造的需求逐渐变得迫切，对于连接

的需求产⽣了变化。传统的以太⽹通常不⽀持交换机⽹络（考虑到延时，通常采⽤HUB的透传

⽅式），其轮询机制（如Profinet、POWERLINK、Ethernet/IP）或集束帧技术（如EtherCAT、

SERCOSIII）使得标准以太⽹和实时以太⽹⽆法在同⼀⽹络中进⾏数据的传输。但是，对于边

缘计算、⼯业物联⽹、智能制造的全局优化⽽⾔，制造现场控制所需的实时性数据和⽣产管理

与优化层所需的⾮实时性数据要通过统⼀⽹络进⾏集中，在统⼀的数据平台进⾏数据处理与分

析，并能够下发到各个控制器执⾏；⽽⼀些全局优化的⼯作并不需要通过层级的控制器，⽽是

希望直接到边缘侧或者云端。这使得同⼀⽹络的需求变得迫切。另外，对于制造业的终端⽤户

⽽⾔，⽣产系统往往由来⾃不同企业的设备与系统构成，必须有统⼀的⽹络与协议规范。因

此，独⽴于⼚商的总线在智能时代变得更为必要。

⼯业通信技术的发展过程如图1所⽰[2]。

图1 ⼯业通信技术的发展过程

2 TSN的简要发展

TSN本⾝并⾮是⼀项全新的技术。IEEE于2002年发布了IEEE 1588[3]精确时钟同步协议。

2005年，IEEE 802.1成⽴了IEEE 802.1AVB⼯作组，开始制定基于以太⽹架构的⾳频/视频传输

协议集，⽤于解决数据在以太⽹中的实时性、低延时以及流量整形的标准，同时⼜确保与以太

⽹的兼容性。AVB引起了汽车⼯业、⼯业领域的技术组织及企业的关注。其成⽴了TSN⼯作

组，进⽽开发了时钟同步、流量调度、⽹络配置系列标准集。在这个过程中，由AVnu、IIC、

OPC UA基⾦会等组织共同积极推进TSN技术的标准。⼯业领域的企业（包括B&R、TTTech、

SEW、Schneider等）着⼿为⼯业领域的严格时间任务制定整形器，成⽴了整形器⼯作组，并于

2016年9⽉在维也纳召开了第⼀次整形器⼯作组会议。然后，有更多的企业和组织（包括德国⼯

业4.0组织LNI、美国⼯业互联⽹组织IIC、中国的边缘计算产业联盟ECC、⼯业互联⽹产业联盟

AII等）加⼊TSN技术的研究，并构建了多个测试床。2019年，IEC与IEEE合作成⽴IEC 60802

⼯作组，并在⽇本召开了第⼀次⼯作组会议，以便⼯业领域的TSN开发可以实现底层的互操

作。同时，在OPC UA基⾦会也成⽴了(field level communication,FLC)⼯作组，将TSN技术与

OPC UA规范融合，以提供适⽤于智能制造、⼯业互联⽹领域的⾼带宽、低延时、语义互操作的

⼯业通信架构。

图2简要说明了IEEE组织TSN相关标准的发布过程[4]。其中，IEEE802.1Qat[5]是早期的⽹

络配置⽅法，⽽IEEE 802.1Qcc[6]则是其增强版，于2018年底发布。

图2 TSN相关标准的发布过程

3 TSN基本概念

TSN由⼀系列技术标准构成。其主要分为时钟同步、数据流调度策略（即整形器）以及TSN⽹络与⽤户配置三个部分相关标准。

3.1 VLAN技术

按照⽹络架构，⽹络通常分为标准以太⽹、确定性以太⽹。TSN实现了混合⽹络的数据传输能⼒，满⾜标准以太⽹的分布式对等架构、确定性⽹络所采⽤的轮询/集束帧技术各⾃的存在的要求，并使得⽹络能够发挥各⾃的优势功能。TSN基于IEEE 802.1Q[7]的虚拟局域⽹（virtual local area network，VLAN）和优先级标准。IEEE802.1Q⽀持服务质量(quality of

service，QoS)。QoS是⼀种基础⽹络技术，⽤于为⽹络通信提供更好的服务。它是⼀种⽹络安全机制，⽤于解决⽹络延时与拥塞的问题。最初的Internet并未设计QoS机制。为满⾜⽤户不同应⽤的服务质量需求，需要⽹络能够根据⽤户需求进⾏配置与资源调度。IEEE 802.1Q标准是⼀种包含了QoS机制的⽹络，能够提供⽹络性能的可预知性，并有效分配⽹络带宽，以便合理利⽤资源。

3.1.1 TSN

TSN是IEEE 802.1Q标准的VLAN。该标准在标准以太⽹帧中插⼊4个字节⽤于定义其特征。TSN的标签位定义[8]如图3所⽰。

图3 TSN的标签位定义

①标签协议识别:⽹络类型识别，代表这是⼀个TSN⽹络，标记0X8100。

②优先级代码（prioritycode point，PCP）由3位代码构成。

③丢弃标志位：对于⽹络低QoS要求的数据，可以丢弃，以确保⾼优先级数据的QoS。

④VLANIdentifier（VID）：VLAN⽹络的识别号，12位表⽰可⽀持的⼦⽹数量，2的12次⽅即4 096，VID＝0 ⽤于识别帧优先级,4 095(FFF)作为预留值。所以，VID最多可以表⽰4 094个⼦⽹。这表明TSN是为了⼤型的数据传输⽽设计的。

3.1.2 优先级的定义

0（最低）～7(最⾼）这8个优先级，传输类型分别对应

基础、最⼤努⼒、卓越努⼒、严苛应⽤、延时和抖动⼩于100 ms的视频、延时和抖动⼩于10 ms的⾳频、内部⽹络控制、⽹络控制。其会对⽹络场景进⾏不同的匹配，是后续调度、配置设计中会考虑到的数据流调度因素。

3.2 TSN在ISO/OSI模型中的位置

TSN在IEEE 802.1Q仅指ISO/OSI参考模型的第⼆层数据链路层的标准。TSN在七层架构中的位置[9]如图4所⽰。

图4 TSN在七层架构中的位置

3.3 精确时钟同步与延时计算

对于通信、⼯业控制等领域⽽⾔，所有的任务都是基于时间基准的。因此，精确时钟同步是基础的标准。TSN⾸先要解决⽹络中的时钟同步与延时计算问题，以确保整个⽹络的任务调度具有⾼度⼀致性。

3.3.1 时钟同步机制

TSN标准由IEEE 802.1AS[10]和为⼯业所开发的升级版IEEE 802.1AS-rev[11]构成。

IEEE 802.1AS是基于IEEE 1588 V2精确时钟同步协议发展的，称为gPTP-⼴义时钟同步协议。gPTP是⼀个分布式主从结构，它对所有gPTP⽹络中的时钟与主时钟进⾏同步。⾸先由最佳主时钟算法（best clock master algrothms，BCMA）建⽴主次关系，分别称为主时钟（clock master,CM）和从时钟(clock slave,CS)。每个gPTP节点会运⾏⼀个gPTP Engine。IEEE1588所采⽤的PTP是由⽹络的L3和L4层的IP⽹络传输，通过IPv4或IPv6的多播或单播进⾏分发时钟信息。⽽gPTP则是嵌⼊在MAC层硬件中，只在L2⼯作，直接对数据帧插⼊时间信息，并随着数据帧传输到⽹络每个节点。

gPTP应⽤快速⽣成树协议（papid spanning tree protocol，RSTP）。这是⼀种⽹络中的节点路径规划，⽹络配置后⽣成⼀个最优路径。其由TSN桥接节点计算并以表格形式分发给每个终端节点存储。当⼀个TSN节点要发送数据时，它会先检查这个表格，计算最短路径，整个⽹络以最短路径传送⾄需要接收的节点。IEEE 802.1AS的时钟结构[2]如图5所⽰。

图5 IEEE802.1AS的时钟结构

图5中，最左下⽅的802.1AS端点从上游CM接收时间信息。该时间信息包括从GM到上游CM的累计时间。对于全双⼯以太⽹LAN，计算本地CS和直接CM对等体之间的路径延时测量并⽤于校正接收时间。在调整（校正）接收时间后，本地时钟应与gPTP域的GM时钟同步。SN⽹络也⽀持交叉通信，每

个节点都会有RSTP所给出的路径表。

802.1AS的核⼼在于时间戳机制（Timestamping）。PTP消息在进出具备802.1AS功能的端⼝时，会根据协议触发对本地实时时钟（real time clock,RTC）采样，并将⾃⼰的RTC值与来⾃该端⼝相对应的CM信息进⾏⽐较；利⽤路径延时测算和补偿技术，将RTC时钟值匹配到PTP

域的时间。当PTP同步机制覆盖整个AVB局域⽹，各⽹络节点设备间就可以通过周期性的PTP 消息的交换，精确地实现时钟调整和频率匹配算法。最终，所有的PTP节点都将同步到相同的“挂钟”（Wall Clock）时间，即主节点时间。在最⼤7跳的⽹络环境中，理论上PTP能够保证时钟同步误差在1 µs以内。

IEEE 802.1AS-rev则是⼀种多主时钟体系，主要优势是⽀持新的连接类型（如WiFi）、改善冗余路径的⽀持能⼒、增强了时间感知⽹络的主时钟切换时间等性能。当有⼀个GrandMaster 宕机时，其可确保快速切换到⼀个新的主时钟，以便实现⾼可⽤性系统。对于车载系统⽽⾔，采⽤IEEE 802.1AS即可；⽽对于⼯业领域则考虑⾼可⽤性，采⽤AS-Rev版本。

3.3.2 TSN⽹络中的延时测量⽅法

对于⽹络时钟⽽⾔，其时钟同步精度主要取决于驻留时间（residence time）和链路延时（link latency）。

在gPTP中，时间同步的过程与IEEEStd 1588-2008采⽤相同的⽅式：主时钟发送同步时间信息给所有直接与其连接的时间感知系统。这些时间感知系统在收到这个同步时间信息后必须通过加上信息从主时钟传播到本节点的传输时间来修正同步时间信息。如果这个时间感知系统是⼀个时间感知⽹桥，则它必须向与它连接的其他时间感知系统转发修正后的同步时间信息（包含额外的转发过程的延时）。

数据传输过程中的延时[12]如图6所⽰。这些延时可以被精确计算。

图6 数据传输过程中的延时

为了保证上述过程正常⼯作，整个过程中有两个时间间隔必须精确已知：①转发延时（驻留时间）；②同步时间信息在两个时间感知系统之间的传输路径的延时。驻留时间是在时间感知⽹桥内部测量的，⽐较简单；⽽传输路径上的延时则取决于诸多因素，包括介质相关属性和路径长度等。

对于每⼀类型的局域⽹或传输路径，有不同的⽅法来测量传播时间。但这些⽅法都基于同⼀原理：测量从⼀个设备发送某个消息的时间以及另⼀个设备接收到此消息的时间，然后以相反⽅向发送另⼀个消息，并执⾏相同的测量。

在这个过程中，可以计算Pdelay：

（1）

其⽐率r为：

（2）

⽹络的延时测量原理[13-14]如图7所⽰。

（a） 1步法

（b） 2步法

图7 ⽹络的延时测量原理图

Fig.7Schematic diagram of network delay measurement

由图7可知，⽹络的延时测量有1步法和2步法两种。因为在这个⽹络中可能有⼀个节点⽆法提供准确的时钟。对于时间感知型节点⽽⾔，由于时间信息是随着数据载荷发送的，因此每个节点都会带有时间信息。⽽对于有⼀些⾮时间感知⽹络，则需要在发送数据帧后再向另⼀个节点发送⼀个发送的时间信息。因此，IEEE 802.1AS-Rev增强了对1步法的⽀持，使得实时性得以提⾼。

3.4 ⽹络传输过程

对于TSN⽽⾔，其数据调度机制是关键。TSN中数据的传输过程[15]如图8所⽰。⽹络数据通过接收端⼝，进⾏帧滤波、流量计量、帧排队。在传输选择部分,TSN的调度机制将发挥作⽤。IEEE 802.1Q⼯作组定义了不同的整形器(Shaper)机制来实现这些调度。它是⼀种传输选择算法（transmission selection algorithm，TSA）。每种算法对应⼀种调度机制，适⽤于不同的应⽤场景。

TSN⽹络中数据的传输过程如图8所⽰。

图8 TSN中数据的传输过程

3.5 流预留协议

从图8可以看到，⽹络存在滤波数据库、传输端⼝状态监测、队列管理。这些都⽤于解决⽹络资源分配与调度问题。⽽IEEE 802.1Qat所采⽤的流预留协议（stream reservation protocol，SRP）机制是⼀个对TSN进⾏配置的标准。其在2010年SRP标准化成为

IEEE802.1Qat，并⼊IEEE 802.1Q-2011标准中。SRP定义了OSI模型第2层的流概念。

SRP的⼯作在于建⽴AVB域、注册流路径、制定AVB转发规则、计算延时最差情况、为AVB流分配带

宽。SRP在于让⽹络中的发⾔者（Talker）⽤合适的⽹络资源将数据发送给听者（Listener），并在⽹络中传播这些信息。⽽在终端节点之间的⽹桥则维护⼀个发⾔者对⼀个或多

个听者注册的相同数据流的路径带宽等资源的需求记录。SRP是在原有IEEE 802.1Qak-MRP多注册协议之上的⼀个实现。SRP标准则提供了⼀个新的多协议注册协议（multiple multicast registration protocol，MMRP）来管理相关流带宽服务的属性，MSRP、MVRP、MMRP提供了整个SRP协议的⽹络信号处理过程。关于SRP机制，可以参考AVnu的SRP⽂档[16]。

4 流控制相关标准

对于TSN⽽⾔，数据流的管理标准由⼀系列主要⽅式构成。通⽤⽹络通常遵循严格优先级的⽅式，⽽TSN则为这种缺乏传输确定性的机制引⼊了新的⽹络调度、整形⽅法，并根据不同的应⽤场景需求提出了多种不同的整形器（Shaper）。这也是整个TSN的核⼼调度机制。

4.1 基于信⽤的整形器机制

IEEE 802.1Qav定义了时间敏感流转发与排队（forwarding and queuing for time-sensitive streams，FQTSS）的数据敏感性转发机制，并成为了IEEE 802.1Q的标准。作为⼀个主要对于传统以太⽹排队转发机制的增强标准，最初它的开发主要⽤于限制A/V信息缓冲。增强的突发多媒体数据流会导致较⼤

的缓冲拥堵，并产⽣丢包。丢包会产⽣重新发包，使得服务体验下降。它采⽤了基于信⽤的整形器（credit-based shaper,CBS），以应对数据突发和聚集，可限制爆发的信息。

CBS的⼯作队列时序[17]如图9所⽰。

图9 CBS的⼯作队列时序图

CBS将队列分为Class A（Tight delay bound）和Class B(Loose delay bound)。如果没有数据传输，队列的信⽤设置为0，A队列的信⽤⾮负时可以传输。如果有数据传输，其信⽤将按照SendSlope下降，⽽另⼀个队列则IdelSlope速度上升，idleSlope是实际带宽（bit/s），⽽SendSlope是端⼝传输率，由MAC服务⽀持。

CBS控制每个队列最⼤数据流不超过配置的带宽限制（75%最⼤带宽）。CBS和SRP融合，可以提供250 µs/桥的延时。整体来说，IEEE802.1Qav以太⽹保证在7个跳转（hop）最差2 ms Class A和50 ms Class B延时。

4.2 时间感知整形器机制

时间感知整形器（Time Awareness Shaper，TAS）是为了更低的时间粒度、更为严苛的⼯业控制类应⽤⽽设计的调度机制，⽬前被⼯业⾃动化领域的企业所采⽤。TAS由IEEE 802.1Qbv定义，是基于预先设定的周期性门控制列表，动态地为出⼝队列提供开/关控制的机制。Qbv定义了⼀个时间窗⼝，是⼀个时间触发型⽹络（Time-trigged）。这个窗⼝在这个机制中是被预先确定的。这个门控制列表被周期性的扫描，并按预先定义的次序为不同的队列开放传输端⼝。

TAS的⼯作原理如图10所⽰。

图10 TAS的⼯作原理图

在TAS机制中，为了确保数据传输前⽹络是空闲的，在整个启动传输前需要设置⼀个保护带宽（Guardbound）[18]。Guardband占⽤最⼤的以太⽹帧传输长度，以确保最差情况——即使前⾯有⼀个标准以太⽹帧正在传输，也不会让GCL在重启下⼀个周期前被占⽤⽹络。未识别的网络

4.3 抢占式MAC机制

在TAS机制中，会存在两个问题：①保护带宽消耗了⼀定的采样时间；②低优先级反转的风险。因此，

TSN的802.1Qbu和IEEE 802.3⼯作组共同开发了IEEE 802.3br，即可抢占式MAC机制。基于抢占式MAC的传输机制[19]如图11所⽰。其采⽤了802.3TG中的帧抢占机制，将给定的出⼝分为2个MAC服务接⼝，分别称为可被抢占MAC（pAMC-Preemptable MAC）和快速MAC(eMAC-express MAC)。pMAC可以被eMAC抢占，进⼊数据堆栈后等待eMAC数据传输完成，再传输。

图11 基于抢占式MAC的传输机制

4.4 周期性排队与转发机制

由于CBS机制仅可实现软实时级，路径拓扑会导致持续的延时增加。⽽最差延时情况与拓扑、跳数、交换机的缓冲需求相关。因此，TSN⼯作组推进了周期性排队与转发(cyclic quening forwarding,CQF)机制(⼜称蠕动整形器）。作为⼀个同步⼊队和出队的⽅法，CQF使得运⾏允许LAN桥与帧传输在⼀个周期内实现同步，以获得零堵塞丢包以及有边界的延时，并能够独⽴于

⽹络拓扑结构⽽存在。IEEE 802.1Qch标准定义了CQF要与IEEE 802.1Qci标准相互配合使⽤。IEEE

802.1Qci-t表明，它会根据达到时间、速度、带宽，对桥节点输⼊的每个队列进⾏滤波和监管，⽤于保护过⼤的带宽使⽤、突发的传输尺⼨以及错误或恶意端点。IEEE 802.1Qch所采⽤的CQF机制遵循了⼀个“每周期⾛⼀步”的策略，为数据传输赋予了确定性。

CQF可以与帧抢占IEEE 802.1Qbu合并使⽤，以降低完整尺⼨帧到最⼩帧⽚段的传输周期时间。为使CQF正常⼯作，必须将所有帧保持在其分配的周期内。因此，需要考虑周期时间，使得中间⽹桥的周期与第⼀次和最后⼀次传输的时间都对齐，以确保达到所需的等待时间边界。为此控制⼯程⽹版权所有，CQF结合Qci⼊⼝策略和IEEE 802.1Qbv整形器，可确保所有帧保持在确定的延时范围，并保证在其分配时间内发送。

4.5 异步流整形机制

CQF和TAS提供了⽤于超低延时的数据，依赖⽹络⾼度时间协同，以及在强制的周期中增强的包传输。但其对带宽的使⽤效率并不⾼。因此，TSN⼯作组提出IEEE 802.1Qcr异步流整形(asynchronous traffic shaper，ATS)机制。ATS基于紧急度的调度器设计。其通过重新对每个跳转的TSN流整形，以获得流模式的平滑，实现每个流排队，并使得优先级紧急的数据流可以优先传输。ATS以异步形式运⾏，桥和终端节点⽆需同步时间。ATS可以更⾼效地使⽤带宽，可运⾏在⾼速连接应⽤的混合负载时间，如周期和⾮周期数据流。

5 TSN⽹络配置标准IEEE 802.1Qcc

对于TSN⽽⾔，在时钟同步、调度策略之后，就必须考虑⽹络配置的问题。在AVB

中，SRP是⼀种分布式⽹络配置机制。⽽在更为严格的⼯业应⽤中，需要更为⾼效、易⽤的配置⽅式。IEEE 802.1Qcc是⽬前普遍接受的配置标准。TSN⽹络配置的集中式模式原理[20]如图12所⽰。

图12 TSN⽹络配置的集中式模式原理图

对于IEEE802.1Qat所提供的SRP机制⽽⾔，这是⼀种分布式⽅式的⽹络需求与资源分配机制。新的注册或退出注册、任何变化与请求都将导致⽹络延时和超负荷，降低⽹络的传输效率。因此，TSN⼯作组⼜提供了IEEE 802.1Qcc⽀持集中式的注册与流预留服务，称为SRP增强模式。在这种模式下，系统通过降低预留消息的⼤⼩与频率（放宽计时器），以便在链路状态和预留变更时触发更新。

此外，IEEE802.1Qcc提供了⼀套⼯具，⽤于全局管理和控制⽹络，通过UNI来增强SRP，并由⼀个集中式⽹络配置（centralized network configuration，CNC）节点作为补充。UNI提供了⼀个通⽤L2层服务⽅法。CNC与UNI交互以提供运⾏资源的预留、调度以及其他类型的远程管理协议，如NETCONF或RESTCONF；同时，IEEE 802.1Qcc与IETF YANG/NETCONF数据建模语⾔兼容。

对于完全集中式⽹络，可选的CUC节点通过标准API与CNC通信，⽤于发现终端节点、检索终端节点

功能和⽤户需求，以及配置优化的TSN终端节点的功能。其与更⾼级的流预留协议（例如RSVP）的交互是⽆缝的，类似于AVB利⽤现有的SRP机制。

IEEE 802.1Qcc仍然⽀持原有的SRP的全分布式配置模式，允许集中式管理的系统与分布式系统间共存。此外，IEEE 802.1Qcc⽀持⼀种称为混合配置模式，从⽽为旧式设备提供迁移服务。这个配置管理机制与IEEE 802.1Qca路径控制与预留，以及TSN整形器相结合，可以实现端到端传输的零堵塞损失。

对于整个⽹络⽽⾔，必须有⾼效、易⽤的⽹络配置，以获得终端节点、桥节点的资源、每个节点的带宽、数据负载、⽬标地址、时钟等信息，并汇集到中央节点进⾏统⼀进调度，以获得最优的传输效率。

6 TSN应⽤前景

TSN的应⽤前景⾮常⼴阔，⽬前来说聚焦于以下⼏个⽅⾯。

6.1 汽车领域

在汽车⼯业领域，随着⾼级辅助驾驶系统（advanced driver assistance system，ADAS）的发展，迫切需要更⾼带宽和响应能⼒的⽹络来代替传统的CAN总线。IEEE 802.1AVB就是汽车⾏业发起并正

在执⾏的标准组。⽬前，奥迪、奔驰、⼤众等已经开始进⾏基于TSN的以太⽹应⽤测试与验证⼯作。2019年，由三星所发起的汽车产业发展联盟向TTTech投资9 000万美元，共同开发基于以太⽹的车载电⼦系统。

6.2 ⼯业物联⽹

⼯业物联⽹将意味着更为⼴泛的数据连接需求，通过机器学习、数字孪⽣技术来更好地发挥数据作⽤，为整体的产线优化提供⽀撑。⽽这些数据（包括机器视觉、AR/VR数据）将需要更⾼的带宽。因此，来⾃于ICT领域的CISCO、华为等⼚商都将⽬标聚焦于通过OPC UA over TSN的⽹络架构来实现这⼀互联需求。OPC UA扮演了数据规范与标准的⾓⾊，⽽TSN则赋予它实时性传输能⼒。这样的架构可以实现从传感器到云端的⾼效连接，在很多场景可以直接省略掉传统⼯业架构中的控制器层，形成⼀个新的分布式计算架构。

6.3 ⼯业控制

⽬前，在⼯业领域，包括贝加莱、三菱、西门⼦、施耐德、罗克韦尔等主流⼚商已经推出其基于TSN的产品。贝加莱推出新的TSN交换机、PLC，⽽三菱则采⽤了TSN技术的伺服驱动器。未来，TSN将成为⼯业控制现场的主流总线。

时间敏感型网络(TSN)技术综述——最系统最全面的TSN技术解读

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