时间敏感网络技术在工业互联网领域应用必要性分析

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020148

电信科学 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (5): 115-124.doi: 10.11959/j.issn.1000-0801.2020148

时间敏感网络技术在工业互联网领域应用必要性分析

朱瑾瑜¹,段世惠¹,张恒升¹,于学涛²

¹ 中国信息通信研究院，北京 100191
² 北京汉普达电气技术有限公司，北京 102206

修回日期:2020-04-24 出版日期:2020-05-20 发布日期:2020-05-18
作者简介:朱瑾瑜（1983- ），女，中国信息通信研究院技术与标准研究所产业互联网研究部工程师，主要研究方向为工业互联网网络架构、时间敏感网络技术、移动承载网络技术等|段世惠（1974- ），男，博士，中国信息通信研究院技术与标准研究所产业互联网研究部高级工程师，主要研究方向为工业互联网网络、工业云平台等|张恒升（1981- ），男，中国信息通信研究院技术与标准研究所产业互联网研究部副主任，主要研究方向为工业互联网网络|于学涛（1982- ），男，北京汉普达电气技术有限公司总经理、高级工程师，主要研究方向为工业以太网技术及工厂数字化升级改造实施
基金资助:
国家重点研发计划“宽带通信和新型网络”重点专项资助项目(2018YFB1802400)

Analysis on the application necessity of time-sensitive network technology in the field of industrial interconnection

Jinyu ZHU¹,Shihui DUAN¹,Hengsheng ZHANG¹,Xuetao YU²

¹ China Academy of Information and Communication Technology,Beijing 100191,China
² Beijing HELPGO Electric Technology Co.,Ltd.,Beijing 102206,China

Revised:2020-04-24 Online:2020-05-20 Published:2020-05-18
Supported by:
The National Key Research and Development Plan “Broadband Communication and New Network” Key Special Funding Project(2018YFB1802400)

摘要/Abstract

摘要：

随着工业互联网时代的到来，工业场景中的数据流转量呈指数级增长，时间敏感网络成为工业网络的重要演进方向。通过分析新型工业网络在此背景下面临的挑战及发展趋势，推导时间敏感网络作为其演进方向的必要性。对时间敏感网络核心特性及机制进行说明，明确其技术优势；梳理归纳了时间敏感网络关键能力，进一步证明了时间敏感网络技术成为工业互联网新型工业网络核心关键技术的可行性。

关键词: 工业互联网, 时间敏感网络, 时间同步, 流量调度

Abstract:

With the coming of the era of industrial internet,the data flow in the industrial scene is increasing exponentially.Time-sensitive network has become one of the important evolution directions of industrial network.By analyzing the challenges and development trend of new industrial networks,the necessity of time-sensitive network as its evolution direction was deduced.The core characteristics and mechanism of time-sensitive network were described,and the technical advantages of time-sensitive network were clarified,through the summary of the key capabilities of time-sensitive network were summarized,and the feasibility of time-sensitive network technology becoming the core key technology of new industrial network of industrial internet was further proved.

Key words: industrial internet, time-sensitive network, time-synchronization, traffic schedule

中图分类号:

TN919

朱瑾瑜,段世惠,张恒升,于学涛. 时间敏感网络技术在工业互联网领域应用必要性分析[J]. 电信科学, 2020, 36(5): 115-124.

Jinyu ZHU,Shihui DUAN,Hengsheng ZHANG,Xuetao YU. Analysis on the application necessity of time-sensitive network technology in the field of industrial interconnection[J]. Telecommunications Science, 2020, 36(5): 115-124.

图/表 12

图1

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参考文献 12

[1]	IEEE.802.1Qbv-2015-IEEE standard for local and metropolitan area network-bridges and bridged networks-amendment 25:enhancements for scheduled traffic[S]. 2016.
[2]	IEEE.801.1Qbu-2016-IEEE standard for local and metropolitan area network-bridges and bridged networks-amendment 26:frame preemption[S]. 2016.
[3]	IEEE.802.3br-2016-IEEE standard for Ethernet-amendment 5:specification and management parameters for interspersing express traffic[S]. 2016.
[4]	IEEE.802.1Q-2018-IEEE-standard for local and metropolitan area networks-bridges and bridged networks-amendment[S]. 2018.
[5]	IEEE.P802.1AS-Rev-timing and synchronization for timesensitive applications[S]. 2019.
[6]	王俊文 . 未来工业互联网发展的技术需求[J]. 电信科学, 2019,35(8): 26-38.
	WANG J W . Technical requirement of future industrial internet[J]. Telecommunications Science, 2019,35(8): 26-38.
[7]	丛培壮, 田野 . 时间敏感网络的关键协议及应用场景综述[J]. 电信科学, 2019,35(7): 1-11.
	CONG P Z , TIAN Y . A survey of key protocol and application scenario of time-sensitive network[J]. Telecommunications Science, 2019,35(7): 1-11.
[8]	王丽莉, 姚军 . 5G 传输网络承载方案分析[J]. 电信科学, 2019,35(7): 145-151.
	WANG L L , YAO J . Scheme analysis of transmission network for 5G mobile communication system[J]. Telecommunications Science, 2019,35(7): 145-151.
[9]	MOSTAFA K . 5G industrial networks with CoMP for uRLLC and time sensitive network architecture[J]. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 2019,37(4): 947-958.
[10]	IEC/IEEE. Requirements IEC/IEEE 60802[Z]. 2019.
[11]	AVNU Alliance. Theory of operation for TSN enabled industrial systems[Z]. 2017.
[12]	朱瑾瑜, 程娜 . 时间敏感网络时间同步特性综述[J]. 信息通信技术与政策, 2019(12): 70-73.
	ZHU J Y , CHENG N . Overview of time-sensitive network time synchronization characteristics[J]. Information and Communications Technology and Policy, 2019(12): 70-73.

特性	标准编号	标准名称	状态
时间同步	IEEE Std 802.1AS-2011	时间敏感应用的时间同步	2017年6月发布
流量调度	IEEE Std 802.1Qbu-2016	帧抢占	2016年8月发布
	IEEE Std 802.1Qbv-2015	调度流量的增强功能	2016年3月发布
	IEEE Std 802.1Qch-2017	周期队列及转发	2017年6月发布
	IEEE Std 802.1Qci-2017	流量过滤及监管	2017年9月发布
网络管控	IEEE Std 802.1Qcc-2018	带宽预留	2017年10月发布
	IEEE Std 802.1Qca-2015	路径控制和预留	2016年3月发布
	IEEE Std 802.1Qcp-2018	数据模型	2018年9月发布
	IEEE Std 802.1CB-2017	无缝冗余	2017年9月发布
	IEEE Std 802.1AB-2016:	路径发现	2016年1月发布
	IEEE Std 802.1AX-2014	链路聚合	2014年12月发布

[1]	王雪荣, 唐政治, 李银川, 齐美玉, 朱建波, 张亮. 基于优化决策树的时延敏感流智能感知调度[J]. 电信科学, 2023, 39(4): 120-132.
[2]	郑师应, 李源, 杨博涵, 马帅, 肖善鹏. 5G+行业现场网技术与产业发展综述[J]. 电信科学, 2022, 38(Z1): 17-27.
[3]	于青民, 黄颖, 汪卫国, 张倩. “5G+工业互联网”行业应用综述[J]. 电信科学, 2022, 38(Z1): 36-42.
[4]	刘垚圻, 李红光, 周一青, 石晶林, 马英矫, 钱蔓藜. 基于工业5G的柔性智造孪生控制平台[J]. 电信科学, 2022, 38(Z1): 174-183.
[5]	王文哲, 安岗, 吴健, 赵文东, 王延刚, 赵云峰, 狄子翔, 顾照杰, 邹贵祥. 一种支持云原生的工业互联网业务管理平台[J]. 电信科学, 2022, 38(Z1): 203-213.
[6]	伏玉笋, 唐金辉. 使能未来工厂的5G能力综述[J]. 电信科学, 2022, 38(9): 18-35.
[7]	王峰, 于青民, 黄颖, 段世惠. 工业互联网网络关键技术与发展研究[J]. 电信科学, 2022, 38(7): 106-113.
[8]	李世宗, 陈智海, 颜永明. 阶梯面积算法在IDC流量计费中的应用研究[J]. 电信科学, 2022, 38(7): 126-137.
[9]	信金灿, 许森, 张化, 熊尚坤, 许话. 面向时间敏感网络的5G无线网增强技术研究[J]. 电信科学, 2022, 38(5): 18-25.
[10]	张呈宇, 李红五, 屈阳, 魏进武. 面向工业互联网的5G边缘计算发展与应用[J]. 电信科学, 2021, 37(1): 129-136.
[11]	许方敏,伍丽娇,杨帆,赵成林. 时间敏感网络（TSN）及无线TSN技术[J]. 电信科学, 2020, 36(8): 81-91.
[12]	沈潇军,葛亚男,沈志豪,倪阳旦,吕明琪,翁正秋. 一种基于LSTM自动编码机的工业系统异常检测方法[J]. 电信科学, 2020, 36(7): 136-145.
[13]	蒋融融,翁正秋,陈铁明. 工业互联网平台及其安全技术发展[J]. 电信科学, 2020, 36(3): 6-10.
[14]	陈园,陈铁明,宋琪杰,马栋捷. IBEXSec：一种面向工业互联网终端的通用安全服务框架[J]. 电信科学, 2020, 36(3): 19-26.
[15]	崔羽飞,张云勇,张第,王晓霞,潘思宇,李堃. 基于云边协同的工业互联网实践[J]. 电信科学, 2020, 36(2): 109-116.

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