《工程科学学报》录用稿，htps:/doi.org/10.13374/i,issn2095-9389.2021.04.08.004©北京科技大学2020 工程科学学报DO: 面向工业自动化的5G与TSN协同关键技术 李卫13)，孙雷2,3网，王健全2)，马彰超2) 1)北京科技大学计算机与通信工程学院，北京1000832)北京科技大学自动化学院，北京1000833)北京科技大学工业互联网研究院，北 京100083 ☒通信作者，E-mail:sun lei(@ustb.edu.cn 摘要第五代移动通信网络(5G)与时间敏感网络(TSN)在工业自动化领域的应用成为新趋势。5G作为新一代移 动通信技术，具有大带宽、低时延、超高可靠的连接及多业务传输能力：TSN作为以朱网的演进方向，具备确定 性时延及可靠性保障能力。两种网络均被设计为支持多业务混合承载的基础网络，仁者的协同能够有效促进T与 OT的融合，成为工业互联网的重要网络关键技术，受到了产业界和学术界共同往。“5G+TSN”被认为是未来智 能工厂的基础共性网络，能够实现与多种工业现场通信技术的融合，并能保证业数据的端到端传输可靠性。然而 5G与TSN网络传输方式不一、资源协议各异、管控机制不同，如何 现5G与TSN互联互通及高效协同是当前研究 的热点和难点。本文面向工业制造领域数字化、网络化及智能化转型需球， 简要介绍了时间敏感网络的起源及发展现 状，并针对3GPP中5G支持TSN的标准研究进行了闸述，重点针对 5G与TSN协同面临的技术挑战进行了分析， 进一步阐述两种异构网络间协同所需的时间同步、连接增强及统资源管理等关键技术，最后给出5G-TSN协同网 络在智能工厂中的应用场景，旨在深化推动5G融入玉业控制领域，实现5G先进信息通信技术与工业应用的深入融 合。 关键词第五代移动通信网络：时间敏感网络：工业互联网：5G与TSN协同传输：智能工厂 分类号TN915.03/TP393.03 Key technologies to enable 5G and TSN Coordination for Industrial Automation LI Weis),SUN Leps WANG Jian-quan,MA Zhang-chao2.3) 1)School of Computer and Communication Engineering,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China 2) School of Engineering University of Science and Technoloy Beijing, Research Institute of Industrial Internet,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:sun_lei@ustb.edu.cn ABSTRACT The application of the fifth generation mobile communication networks(5G)and time sensitive networking (TSN)in the field of industrial automation has become a new trend,.As the new generation of mobile communication technology,5G is featured with large bandwidth,low latency,ultra-reliable connection and multi-service slicing capacit ies;as the evolution goal of industrial ethernet,TSN is featured with deterministic transmission with bounded latency and jitter and guaranteed high reliability.Both technologies have been designed to provide converged communication for a wide range of services on a common network infrastructure.The coordination of 5G and TSN can effectively promote the integration of Information Technology (IT)and Operation Technology (OT),which will be an key enabler of Industrial Internet.Therefore, 收稿日期：2021-04-08 基金项目：国家重点研发计划资助项目(2020YFB1708800)及中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF-MP-20- 37)工程科学学报 DOI: 面向工业自动化的 5G 与 TSN 协同关键技术 李 卫 1,3)，孙 雷 2,3) ，王健全 2,3) ，马彰超 2,3) 1) 北京科技大学计算机与通信工程学院，北京 100083 2) 北京科技大学自动化学院，北京 100083 3) 北京科技大学工业互联网研究院，北 京 100083  通信作者，E-mail:sun_lei@ustb.edu.cn 摘 要 第五代移动通信网络（5G）与时间敏感网络（TSN）在工业自动化领域的应用成为新趋势。5G 作为新一代移 动通信技术，具有大带宽、低时延、超高可靠的连接及多业务传输能力；TSN 作为工业以太网的演进方向，具备确定 性时延及可靠性保障能力。两种网络均被设计为支持多业务混合承载的基础网络，二者的协同能够有效促进 IT 与 OT 的融合，成为工业互联网的重要网络关键技术，受到了产业界和学术界共同关注。“5G+TSN”被认为是未来智 能工厂的基础共性网络，能够实现与多种工业现场通信技术的融合，并能保证工业数据的端到端传输可靠性。然而 5G 与 TSN 网络传输方式不一、资源协议各异、管控机制不同，如何实现 5G 与 TSN 互联互通及高效协同是当前研究 的热点和难点。本文面向工业制造领域数字化、网络化及智能化转型需求，简要介绍了时间敏感网络的起源及发展现 状，并针对 3GPP 中 5G 支持 TSN 的标准研究进行了阐述，重点针对 5G 与 TSN 协同面临的技术挑战进行了分析， 进一步阐述两种异构网络间协同所需的时间同步、连接增强及统一资源管理等关键技术，最后给出 5G-TSN 协同网 络在智能工厂中的应用场景，旨在深化推动 5G 融入工业控制领域，实现 5G 先进信息通信技术与工业应用的深入融 合。 关键词 第五代移动通信网络；时间敏感网络；工业互联网；5G 与 TSN 协同传输；智能工厂 分类号 TN915.03/TP393.03 Key technologies to enable 5G and TSN Coordination for Industrial Automation LI Wei1,3) , SUN Lei2,3) , WANG Jian-quan2,3) , MA Zhang-chao2,3) 1) School of Computer and Communication Engineering, University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) School of Automation and Electronical Engineering, University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083, China 3) Research Institute of Industrial Internet, University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083, China  Corresponding author, E-mail:sun_lei@ustb.edu.cn ABSTRACT The application of the fifth generation mobile communication networks (5G) and time sensitive networking (TSN) in the field of industrial automation has become a new trend,. As the new generation of mobile communication technology, 5G is featured with large bandwidth, low latency, ultra-reliable connection and multi-service slicing capacit ies; as the evolution goal of industrial ethernet, TSN is featured with deterministic transmission with bounded latency and jitter and guaranteed high reliability. Both technologies have been designed to provide converged communication for a wide range of services on a common network infrastructure. The coordination of 5G and TSN can effectively promote the integration of Information Technology (IT) and Operation Technology (OT), which will be an key enabler of Industrial Internet. Therefore, 收稿日期:2021-04-08 基金项目:国家重点研发计划资助项目(2020YFB1708800)及中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF-MP-20- 37) 《工程科学学报》录用稿，https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2021.04.08.004 ©北京科技大学 2020 录用稿件，非最终出版稿