0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

从概念整合到深入应用,用TSN+5G实现确定性低延迟传输

Robot Vision 来源:电子发烧友网 作者:Sisyphus 2023-02-22 01:09 次阅读
电子发烧友网报道(文/李宁远)TSN,Time-Sensitive Networking,时间敏感网络现在已经不是一个新鲜的技术了,它从我们传统的以太网当中衍生出来,经过这些年的应用大家都对其有了相应的了解。

书面一点形容,TSN是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,简单一点来说,TSN的时间敏感机制为标准以太网增加了确定性和可靠性,确保数据能够实时、确定和可靠地传输。

从无到有的TSN

早前的音视频传输,用的是传统以太网或者分组交换网络以及二者融合的同轴传输。这种传输会出现的问题大家都应该遇到过,那就是延迟,视频音频并不同步。在这样的背景下,IEEE 802.1工作组成立了AVB音视频桥接任务组,该工作组的任务就是解决以太网中音频视频数据实时同步传输的问题。

从最早的时钟同步标准,到后来的流量整形以及队列调度相关算法,该任务组慢慢解决了一些音视频在网络转发出现的延迟问题。随着物联网等一些新概念的出现,对这种确定性网络的需求越来越多,AVB音视频桥接任务组扩大了时间确定性以太网的应用需求和适用范围,并正式更名为TSN工作组。TSN更加贴近工业互联网以及车载应用,随之而来,工作组也在其中加入了一些对时钟或者时间要求更高的算法与机制。

目前常见的TSN协议有IEEE 802.1AS-rev、IEEE 802.1Qat、IEEE 802.1Qav、IEEE 802.1Qbv、IEEE 802.1Qbu等等。802.1AS-rev能够达到微秒级甚至是纳秒级的精度误差,802.1Qat通过引入协商机制解决音视频实时流量与普通异步数据流量之间的竞争,802.1Qav将异步以太网数据流和实时流做了排队分配。TSN下还有不少协议发布也已经提上了日程。

总的来看,TSN的确定性体现在它更关注传输的下限。它不会像传统以太网里有较长的拖尾会产生较长的时延,这种延迟在公控或者车载以太网当中都是很危险的,TSN通过提高传输的下限让整个传输更确定,更可靠。

5G+TSN,从概念整合到应用

5G技术的出现对于移动互联网来说是具有颠覆性的技术变革,其诸多特性突破了传统的技术界限。5G与TSN的整合可以说是双剑合璧相得益彰。5G与TSN作为无线和有线领域的关键网络技术,二者融合创新、协同部署,对于构建高质量的互联网至关重要。

我们可以看到从5G R16开始,就开始提供了很多除开公网之外的协议,具体到TSN来讲, R16 协议定义了很多关于TSN通信相关的一些协议,5G网络跟TSN网络进行互操作的网络架构,还定义了5G网络作为TSN网桥如何做同步机制的架构,并且也做了很多冗余传输来保证传输的可靠性。

特别还定义了5G与TSN网络通信的辅助信息,它会把TSN网络的信息转换成5G网络的需求,并将需求发给基站,基站会结合调度算法将需求实现到调度机制上,5G在TSN终端以及TSN网络中间起到了桥梁的作用,进一步保证低延时和高可靠性。而R17提出了TSN增强架构,即实现5G核心网架构增强,控制面设计支持TSN相关控制面功能,实现5G核心网确定性传输调度机制,而不依赖于外部TSN网络。

在对传输有着十分严格的确定性要求的场景下,5G网络系统的各个环节需要进行性能优化以及系统整体处理效率提升才可能实现端到端的极致高可靠低时延,TSN正好在现有的以太网QoS功能基础上增加了包括时间调度、抢占、流监控及过滤等一系列流量调度特性,可以确保流量的高质量确定性传输。二者结合,可以更有效地确保端到端的超低延迟高可靠传输。目前,5G与TSN的融合大致分为拼接式融合、承载网融合以及深度融合,无论是哪种融合方式,其目的都是为了满足场景内极致的端到端确定性互联。

5G+TSN赋能工业自动化是非常具有代表性的应用,此前中国移动联合华为、固高科技、思伯伦、金石机器人发布的全球首个5G+TSN智能仓储物流系统就是5G+TSN深入应用的缩影。工业场景机器人的应用是非常典型的需要低延迟的闭环控制应用,机器人能否同步几乎完全取决于运动数据的传输延迟。华为提供的5G+TSN技术,通过5G核心网内生TSN可以简化组网,一张5G网络就可以实现时钟同步、确定性时延保障,并通过智能化调度,及时优化网络性能,保障端到端的SLA。这种5G网络构建起的信息系统,能让同一场景下不同功能的机器人实时连接在一起实现精密协作。随着两种技术的发展和融合,不只是工业场景,任何需要端到端确定性互联的场景都会受益于5G+TSN。

写在最后

虽然5G+TSN有着广阔的应用空间,但是二者融合的技术挑战还是不少的,比如5G如何在无线侧保证稳定,比如二者不同的时间域该如何同步来消除不确定性等等,而且二者融合应用起来也会涉及到大量现场设备和控制系统升级改造,不可能一蹴而就。5G与TSN想要深入应用,还需要整个生态圈内的各个环节共同努力。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 5G
    5G
    +关注

    关注

    1352

    文章

    48290

    浏览量

    562724
  • TSN
    TSN
    +关注

    关注

    3

    文章

    237

    浏览量

    16769
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    中国移动完成业界首例端到端双频5G-A确定性网络试点

    在数字化转型的浪潮中,5G技术正以前所未有的速度渗透到各行各业,尤其是工业生产领域。近日,中国移动研究院携手江苏移动、立讯精密及华为公司,共同完成了业界瞩目的首例端到端“双频5G-A确定性网络”试点项目,标志着
    的头像 发表于 07-23 16:46 549次阅读

    TSN时钟同步 | PTP对时案例演示——基于NXP i.MX 8M Plus

    )是IEEE802.1工作组中的TSN任务组开发的一套协议标准。该标准定义了以太网数据传输的时间敏感机制,为标准以太网增加了确定性和可靠性,以确保以太网能够为关键数据的传输提供稳定一致
    发表于 07-10 10:28

    DP83826确定性延迟、低功耗、10/100Mbps工业以太网PHY数据表

    电子发烧友网站提供《DP83826确定性延迟、低功耗、10/100Mbps工业以太网PHY数据表.pdf》资料免费下载
    发表于 07-01 15:05 1次下载
    DP83826<b class='flag-5'>确定性</b>、<b class='flag-5'>低</b><b class='flag-5'>延迟</b>、低功耗、10/100Mbps工业以太网PHY数据表

    迈威通信TSN工业自动化系统解决方案助力智能制造实现确定性服务

    在IT、服务器和云基础设施的支撑下,迈威通信推出的工业自动化系统解决方案通过TSN技术实现精确的时间同步,确保关键控制数据的实时传输。无论是SCADA控制、网络管理还是视频和高带宽数据处理,我们都游刃有余!
    的头像 发表于 05-23 17:20 403次阅读
    迈威通信<b class='flag-5'>TSN</b>工业自动化系统解决方案助力智能制造<b class='flag-5'>实现</b><b class='flag-5'>确定性</b>服务

    ETAS推出Time-Triggered Scheduling (TTS)的确定性调度解决方案

    在2024年2月26日,ETAS推出了名为“Time-Triggered Scheduling (TTS)”的确定性调度解决方案。
    的头像 发表于 04-25 16:56 2011次阅读
    ETAS推出Time-Triggered Scheduling (TTS)的<b class='flag-5'>确定性</b>调度解决方案

    光路科技TSN工业交换机FR-TSN4206成功通过“时间敏感网络产业链名录计划”检测认证,为确定性网络应用提供强

    光路科技工业交换机在确定性网络领域迈出了坚实的步伐,推出了一系列高性能、高可靠性的TSN交换机产品。其中,机架式TSN交换机的精彩亮相,以及业内首款全国产TSN交换机和
    的头像 发表于 04-25 14:09 567次阅读
    光路科技<b class='flag-5'>TSN</b>工业交换机FR-<b class='flag-5'>TSN</b>4206成功通过“时间敏感网络产业链名录计划”检测认证,为<b class='flag-5'>确定性</b>网络应用提供强

    什么是嵌入式实时系统的确定性?简析EDMS中的确定性

    ETAS Deterministic Middleware Solution点击跳转(EDMS,前身为AOS) 确定性中间件解决方案,是一个中间件框架,旨在面向汽车领域内应用程序的独特挑战和需求
    的头像 发表于 04-15 11:22 985次阅读
    什么是嵌入式实时系统的<b class='flag-5'>确定性</b>?简析EDMS中的<b class='flag-5'>确定性</b>

    业内首款TSN嵌入式模块、全国产TSN交换机亮相高速公路展,加速确定性网络发展

    光路科技在第26届高速公路技术产品博览会上展示了其前沿的TSN系列产品,特别是业内首款国产TSN嵌入式模块和全国产工业级TSN交换机,吸引了广泛关注。光路科技致力于TSN技术的研发与应
    的头像 发表于 04-03 16:29 484次阅读
    业内首款<b class='flag-5'>TSN</b>嵌入式模块、全国产<b class='flag-5'>TSN</b>交换机亮相高速公路展,加速<b class='flag-5'>确定性</b>网络发展

    华玉通软宣布“海鸥”确定性调度中间件(SEAGULL DS)正式商用

    今天,华玉通软(下称“华玉”)宣布“海鸥”确定性调度中间件(SEAGULL DS)正式商用。
    的头像 发表于 03-17 11:01 581次阅读
    华玉通软宣布“海鸥”<b class='flag-5'>确定性</b>调度中间件(SEAGULL DS)正式商用

    光路科技FR-TSN系列:打造工业物联网时代的传输新标准

    随着移动通信技术的不断演进,5G时代已经来临,为工业互联网应用带来了前所未有的机遇与挑战。通过5G技术的R16标准以及TSN技术的引入,我们看到了在工业自动化、交通运输、电力传输等领域
    的头像 发表于 02-26 16:25 370次阅读
    光路科技FR-<b class='flag-5'>TSN</b>系列:打造工业物联网时代的<b class='flag-5'>传输</b>新标准

    如何用TSN流识别技术破解航空电子网络的传输难题?

    随着航空航天技术的迅猛发展,航空电子网络面临着诸多挑战,如多网络并行传输、高带宽需求以及保障数据传输确定性等。为应对这些挑战,航空电子网络急需一个通用的网络架构,满足布线简单、供应商多、组网成本
    的头像 发表于 01-13 08:04 858次阅读
    如何用<b class='flag-5'>TSN</b>流识别技术破解航空电子网络的<b class='flag-5'>传输</b>难题?

    确定性网络技术如何提高网络的可靠性?

    确定性网络技术通过采用时钟同步、流同步和时序一致性、带宽保障和流量控制、数据包复制与排除等机制,提高网络的可靠性,适用于工业自动化、车辆网络等对通信质量有严格要求的领域。TSN技术的引入为确定性网络应用的发展注入了强大推动力,为
    的头像 发表于 01-12 16:50 1055次阅读
    <b class='flag-5'>确定性</b>网络技术如何提高网络的可靠性?

    【1月9日|北京】5G+TSN技术创新与应用案例研讨会邀您参加!

    新型工业网络概念的兴起,将科技创新的视线聚焦到了工业互联网,作为工业互联网的重要技术路线,5G+TSN技术融合发展历经三年时间,也已经概念整合到
    的头像 发表于 12-27 07:45 324次阅读
    【1月9日|北京】<b class='flag-5'>5G+TSN</b>技术创新与应用案例研讨会邀您参加!

    消除热电偶温度测量中的不确定性(使用AD594/AD595)

    电子发烧友网站提供《消除热电偶温度测量中的不确定性(使用AD594/AD595).pdf》资料免费下载
    发表于 11-23 11:34 0次下载
    消除热电偶温度测量中的不<b class='flag-5'>确定性</b>(使用AD594/AD595)

    大规模确定性网络技术分析与展望

    范围,构成了局域到广域的端到端确定性网络支撑。主要包括工作在L0-L1的TDM类技术和工作在L2-L3 的分组融合类技术。
    的头像 发表于 11-06 16:26 1588次阅读
    大规模<b class='flag-5'>确定性</b>网络技术分析与展望