文章泉源：中国工业报
平台是工业互联网的焦点。。。。。。 。从工业来看，，，，， ，，IaaS平台、PaaS平台、边沿平台以及应用平台等组成了工业互联网工业的主体。。。。。。 。但网络尤其是内场网络的流通才是实现平台应用的先决条件。。。。。。 。
时间敏感网络（TSN，，，，， ，，Time-Sensitive Networking）已成为工业有线网络向下一代生长的业界共识。。。。。。 。《工业互联网立异生长行动妄想（2021-2023年）》明确要求：实验工业互联网企业内网标杆妄想，，，，， ，，支持工业企业综合运用5G、时间敏感网络（TSN）、边沿盘算等手艺，，，，， ，，提升行业应用各环节网络化水平。。。。。。 。作为面向工业智能化生产的新型网络手艺，，，，， ，，TSN为工业生产情形提供了一种既支持高速率、大带宽的数据收罗，，，，， ，，又兼顾高实时控制信息传输的网络。。。。。。 。
解决互联互通 助力工厂OICT融合
TSN是一项从视频音频数据领域延伸至工业领域、汽车领域的手艺，，，，， ，，最初泉源于音视频领域的应用需求，，，，， ，，其时被称为AVB（以太网音视频桥接手艺）。。。。。。 。由于针对音视频网络需要较高的带宽和最大限度的实时性，，，，， ，，借助AVB能较好的传输高质量音视频。。。。。。 。
传输音频和视频信息的网络需要遵守严酷的时序规则，，，，， ，，若是音频或视频信息不可遵守指定的时序规则抵达目的地，，，，， ，，吸收装备（例如视频屏幕或扬声器）可能会爆发视频帧被扬弃、音频伪像的情形。。。。。。 。别的，，，，， ，，这种网络还需要可展望的延迟，，，，， ，，包管视频和相关音频流之间的同步。。。。。。 。
另一方面，，，，， ，，在音视频应用场景中有许多高清的数据要通过网络传输随处置惩罚中心，，，，， ，，对带宽的需求极大。。。。。。 。为了最大限度的提供实时性，，，，， ，，这些图像、音频必需实现高实时的传输与处置惩罚，，，，， ，，可以想象其对带宽和实时性的高要求。。。。。。 。
2006年，，，，， ，，IEEE802.1事情组建设AVB音频视频桥接使命组，，，，， ，，以后的几年里，，，，， ，，使命组乐成解决了音频视频网络中数据实时同步传输的问题，，，，， ，，受到工业、汽车等领域人士的关注。。。。。。 。2012年，，，，， ，，AVB使命组在其章程中扩大了时间确定性以太网的应用需求和适用规模，，，，， ，，并同时将使命组名称改为现在的TSN使命组。。。。。。 。
在工业领域，，，，， ，，控制低时延、确定性的数据传输是刚需，，，，， ，，而大宗的工业实时以太网协议（如Ethernet/IP、Profinet、Modbus-IDA等）互不相通或相通难度、本钱居高不下，，，，， ，，网络碎片化、OICT融合难题。。。。。。 。因此，，，，， ，，工业互联网需要一个可互操作的系统，，，，， ，，能够支持多协议在统一个网络上实现互通和互操作。。。。。。 。
工厂数字化的推进必需依赖于一个大容量、异构数据的标准与规范网络。。。。。。 。TSN手艺的优势，，，，， ，，恰恰知足了这个需求。。。。。。 。TSN接纳IEEE标准的统一网络标准，，，，， ，，改变古板网络重大、关闭、毗连的难题，，，，， ，，使得整个OICT融合中的效率得以提高，，，，， ，，降低了不须要的网络构建本钱。。。。。。 。
TSN在确保数据通讯的实时性的同时，，，，， ，，实现在统一个网络中与其它开放式网络、以及IT系统的数据通讯，，，，， ，，从而解决互联互通的问题，，，，， ，，提高工业装备的毗连性和确定性，，，，， ，，实现OICT的融合。。。。。。 。
图为TSN在工业互联网网络中的位置（泉源：工业互联网时间敏感网络（TSN）工业白皮书1.0）
以当下火热的数字孪生为例，，，，， ，，它与古板建模拟真有一个较大的差别在于着实现“动态交互”。。。。。。 。数字孪生通过对数据的收罗，，，，， ，，包括不确定、非线性使命中的变量收罗，，，，， ，，实现全局优化的目的，，，，， ，，这个历程可以接纳机械学习对证量相关性举行剖析，，，，， ，，也可以对调治战略举行全局剖析，，，，， ，，之后再把这些剖析与优化的效果、算法与模子安排到现场控制器，，，，， ，，并实时指导应用。。。。。。 。
关于个性化生产而言，，，，， ，，这需要实体与虚体的“实时”交互，，，，， ，，但由于数据量大、网络重大，，，，， ，，因此对网络提出了很高的要求，，，，， ，，必需确保网络的高速响应，，，，， ，，不然难以抵达动态与实时的效果。。。。。。 。通过TSN网络，，，，， ，，实现传感器、控制、运营在一个网络架构中，，，，， ，，确保整体运营的一致性。。。。。。 。
TSN知足智慧交通流数据实时性与确定性需求
在交通领域，，，，， ，，大宗传感器数据的延迟爆发于网络延迟，，，，， ，，尤其是高带宽需求的流数据传输，，，，， ，，造成基于视频的检测数据滞后，，，，， ，，且滞后时间不可测、不确定，，，，， ，，这些已经成为影响交通数据实时融合、车路协同实时数据交流、高效实时控制的屏障。。。。。。 。在有限的网络带宽之下，，，，， ，，怎样在不中止大宗的营业流数据的同时确保要害性控制数据简直定性、实时性传输，，，，， ，，成为智能交通行业的一个痛点需求。。。。。。 。TSN为解决该需求提供了很是好的解决计划。。。。。。 。
好比，，，，， ，，TSN是现在车载控制系统的很是好的选择。。。。。。 。在汽车控制系统中，，，，， ，，刹车、引擎、悬挂等接纳CAN总线（控制器局域网络），，，，， ，，而灯光、车门、？？ ？？？氐冉幽蒐IN系统（一种串行通讯网络，，，，， ，，适用于对网络带宽、性能或容错功效要求不高的应用）。。。。。。 。但随着自动驾驶或者智能驾驶的提出，，，，， ，，CAN总线无论是带宽照旧延迟等性能已不可知足需求。。。。。。 。
TSN旨在为以太网协议建设“通用”的时间敏感机制，，，，， ，，以确保网络数据传输的时间确定性。。。。。。 。同时使用数据整形，，，，， ，，确保无论爆发链路故障、电缆断裂以及其他过失，，，，， ，，均能强制实现可靠的通讯。。。。。。 。此选项确保要害流量的复本在网络中能以不相交集的路径举行传送，，，，， ，，只保存首先抵达目的地的任何封包，，，，， ，，从而实现无缝冗余，，，，， ，，抵达超高的可靠性，，，，， ，，这对车辆控制，，，，， ，，尤其是无人驾驶很是主要。。。。。。 。现实上，，，，， ，，上述所有系统都可以用支持低延时且具有实时传输机制的TSN举行统一治理，，，，， ，，从而降低给汽车和专业的A/V装备增添网络功效的本钱及重大性。。。。。。 。
在车辆中，，，，， ，，实时功效关于某些应用至关主要。。。。。。 。为确保这些实时功效可用，，，，， ，，必需在以太网控制器中设置具有直接会见硬件资源的机制。。。。。。 。TSN构建了可扩展的以太网网络，，，，， ，，让这些功效变现。。。。。。 。为此，，，，， ，，差别的新闻凭证其可用性分为了差别的品级，，，，， ，，并对其延迟和优先级举行了分类，，，，， ，，每个新闻类被分派到一个牢靠的带宽。。。。。。 。别的，，，，， ，，TSN 还支持冗余以太网系统，，，，， ，，为确保稳固的数据交流界说了清静标准。。。。。。 。
其优势如下：
基于时间片的流量调理，，，，， ，，阻止古板网络的“流量饿死”；；；；；； ；；
包管营业传输的实时性和确定性，，，，， ，，阻止古板网络的“拥塞”；；；；；； ；；
提供微秒级的周期调理，，，，， ，，解决周期性和非周期性数据共存问题；；；；；； ；；
统一网络标准，，，，， ，，提供基于营业的时间编排，，，，， ，，阻止古板网络重大的网络设置。。。。。。 。
现在，，，，， ，，许多厂商都将TSN与自身的硬件装备相团结，，，，， ，，并抵达了优异的效能。。。。。。 。业内典范工业互联网“根”手艺解决计划厂商——必威官方首页官网科技，，，，， ，，就是个不错的践行者。。。。。。 。
必威官方首页官网科技全系列TSN工业网络产品包括芯片、交流机、终端、交流软件平台、CNC及边沿控制器等，，，，， ，，其中SICOM3000TSN交流机于2021年9月28日在工业和信息化部主理的“2021工业互联网网络立异大会”上荣获首批“时间敏感网络（TSN）工业链名录妄想”测试认证证书，，，，， ，，并已在重庆、西安、沈阳等地现实工厂举行应用，，，，， ，，系统提供了微秒级确定性服务，，，，， ，，包管实时性需求；；；；；； ；；产品可降低整个通讯网络重漂后，，，，， ，，实现周期性数据和非周期性数据同时传输；；；；；； ；；有用提升了产线中工业控制流量传输的实时性、确定性和网络的稳固性。。。。。。 。
在接入通俗交流机时，，，，， ，，各营业流共享所有带宽，，，，， ，，在出口拥塞情形下，，，，， ，，只有部分高优先级营业流被转发，，，，， ，，其他流量被冲掉。。。。。。 。但在TSN交流机中，，，，， ，，可以设置最小时间精度为纳秒级的颗粒度，，，，， ，，并针对差别的营业优先级分派差别的时间窗设置，，，，， ，，各营业流均准时间片举行转发，，，，， ，，这样纵然在爆发拥堵的情形下，，，，， ，，也能包管特定营业流数据简直定性传输，，，，， ，，从而知足焦点营业的实时性要求。。。。。。 。
装备参数如下：
提供富厚的端口形态，，，，， ，，10GBase-X SFP+接口; 100/1000Base-X SFP接口; 10/100/1000Base-T(X) RJ45电口，，，，， ，，自动侦测，，，，， ，，全/半双工，，，，， ，，MDI/MDI-X自顺应;
支持TSN相关协议标准：IEEE 802.1AS-Rev / IEEE1588 / IEEE802.1Qbv / IEEE802.1Qbu / IEEE802.1Qci / IEEE802.1CB / IEEE 802.1Qcc；；；；；； ；；
支持CNC集中网络设置；；；；；； ；；
支持 IEEE 802.3 / 802.3u / 802.3x / 802.1D / 802.1W / 802.1P /802.1Q 标准；；；；；； ；；
IP40防护品级；；；；；； ；；
支持宽温（-40℃～85℃）；；；；；； ；；
切合工业四级电磁兼容性要求。。。。。。 。
图为TSN网络整体架构
面向未来，，，，， ，，必威官方首页官网科技全系列TSN工业网络产品，，，，， ，，包括芯片、交流机、终端、交流软件平台、CNC及边沿控制器等产品将全力支持以时间敏感网络为代表的新一代工业网络手艺的应用和生长，，，，， ，，并凭证各个笔直行业的应用特点打造定制化的产品与解决计划。。。。。。 。
TSN将为未来的通讯网络翻开一扇新的窗口。。。。。。 。虽然短期来看TSN 落地普及及市场接受度仍然需要一个历程，，，，， ，，但随着要害手艺的突破和应用场景需求转变迭代升级，，，，， ，，TSN所创造的价值将不可估量。。。。。。 。
