时间敏感网络（TSN）

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时间敏感网络（Time-Sensitive Network，TSN）是一种在非确定性的以太网中实现确定性的最小时间延时的协议族，它在标准以太网协议的基础之上，扩展了时间同步、时间感知流量调度、流无缝冗余传输的能力。支持实时数据和非实时数据在同一个网络上传输。增加了网络传输的确定性和可靠性，确保数据实时、确定和可靠地在网络上传输。

时间敏感网络的研发最早是在2005年，IEEE 802.1工作组开始研究音频视频传输（Audio Video Bridging，AVB）技术用来满足高质量音视频传输的需求。2012年又将该技术扩展成时间敏感网络技术，以便可以适应更多的应用场景。

时间敏感网络的主要技术特点：

• 时间同步：TSN网络中的所有设备都需要统一的时间基准，所有设备能够精确地对齐时间。
• 调度和流量整形：TSN允许在同一网络上共存不同优先级的不同流量类别，每个类别对可用带宽和端到端延迟都有不同的要求。通过IEEE 802.1Qbv和IEEE 802.1Qbu协议，在交换机端口上设置不同优先级的传输窗口（Time-Aware Shaper）和帧抢占机制（Frame Preemption），对不同类型的流量进行调度和隔离，降低时延和抖动。所有设备遵循相同的规则。
• 通讯路径选择、预留与分配：通过IEEE 802.1Qcc协议，在网络中部署一个集中式用户配置（Centralized User Configuration）或分布式用户配置（Distributed User Configuration）的管理实体，对网络中的流量进行预留、分配和监控，以便提供端到端的服务质量及延迟保障。
• 流可靠性：通过IEEE 802.1CB协议，在网络中建立多条冗余路径，对关键流量进行复制和消除，提高数据传输的可靠性。另外，还可以利用多条路径来实现故障排除，支持保护诸如安全相关的控制回路或车辆中的自动驾驶之类的安全应用，以防止硬件或网络中的故障。

目前主要应用于：工业物联网、车载网络、航空航天电子系统、移动前传网络等

与传统网络相比，具有以下优势和劣势：

优势：

• 提供确定性的数据传输服务，保证实时数据在规定的时间内到达目的地。
• 多种流量类型的共存和隔离，支持不同优先级和带宽需求的流量在同一网络中传输，同时避免低优先级流量干扰高优先级流量。
• 所有设备的时间一致，可以精确的协调和控制。
• 对网络中的流量进行预留、分配和监控。
• 支持不同厂商、不同协议、不同应用领域的设备在同一网络中互联互通。

劣势：

• 需要更新或替换现有的网络设备。
• 需要协调不同领域和不同标准之间的差异，才能实现跨领域和跨系统的互联互通。
• 相关的技术标准和测试认证有待进一步完善。

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