了标准化，形成802.1系列协议族，其目的是意图构建一个开放、统一的物理层和数据链路层协议， 并通过标准化为不同应用领域的实时数据传输提供网络协议支持。其中， IEEE802.1AS、802.1Qcc、802.1Qbv、IEEE802.1Qbu、802.3Qbr、802.1Qci等是TSN较为基础核心协议 9-。 时间同步是TSN实现精准时延转发及时延有界性的基础，EEE802.1AS在1588V2基础上采用 通用精准时间协议(gPTP,general Precise Time Protocol),通过在主时钟与从时钟之间传递时间事件 消息（带有精准时间戳的消息），并通过计算点对点的链路传输时延、驻留时延等信息后完成时间补 偿，从而实现两个节点间的时钟同步2)。 IEEE802.1Qcc提出了中心化配置模式，网络中由1个或多个集中用户配置中心(CUC, Centralized User Configuration)和l个集中网络控制器(CNC,Centralized Network Configuration)组成。 当接收到来自CUC的数据传输需求后，CNC基于各节点时间同步信息的基础，完成资源预留、 调度等决策，并将相关信息配置到相应交换节点，基于集中式的TSN架构如图1所示。此外， IEEE802.1Qcc也支持分布式的TSN网络结构41。 最终出版 CUC User Netwvork Interface Service Configuration Network Paramete Configura TSN TSN TSN End Station Switch End Station 图1IEEE802Qcc集中管理架构图 Fig.1.IEEE 802.1Qcc Centralized Management Architecture IEEE802.1Qbⅴ是在多业务环境下保障强实时需求时延敏感业务传输需求的业务流调度增强机 制。8O2.IQbv提出了时间感知整形器(TAS,Time Aware Shaper),使TSN交换机能够来控制队列流量， 通过时间感知门，只有在规定时向窗回才能传输相应队列的报文，保证了高优先级队列的传输将不 会被突发性的低优先级业务所打断实现端到端传输的确定性。 IEEE802.1Qbu/802.3Qbr是针对高优先级业务传输的队列转发保障机制，提出了帧抢占机制， 允许在数据传输过程中，人可让高犹先级的数据帧打断低优先级的帧，优先发送高优先级队列数据， 最大限度地降低高优先级信息流的延迟7。 IEEE802.1Qc提剂基于TSN流的入口过滤与监管，能够用来防止出现因数据重传及DDOS 攻击等造成的火务过载情祝，从而提升网络的健壮性)。 EEE针对SN的标准还在不断的演进及扩展，现有标准为工业数据的传输、TSN网络的部署 及配置提供了多样化的功能选择，从而支持在已有工业以太网等工业网络基础上实现确定时延及可 靠性的数据传输1。 2.25G+TSN标准化现状 如图2所示，该图是3GPPR16定义的5G支持TSN的网络架构o。在该架构中，将5G系统看 作是TSN交换机，嵌入到IEEE802.1Qcc的TSN集中化管控整体架构下。为了使得5G网络能够支 持TSN的基本协议，5G核心网及终端侧对用户面和控制面两个层面进行了相应的功能增强2。 在用户面，在UPF中扩展支持网络侧TSN转换器(NW-TT,Network TSN Translator)、在5G终端 侧增加了设备侧TSN转换器(DS-TT,Device Side TSN Translator)功能，NW-TT及DS-TT支持 IEEE802.1AS、802.1AB及802.1Qbv协议，实现了将TSN功能暴露给5G网络而不对现有5G系统内 部网元造成影响。另一方面，在时间同步基础上，5G用户面功能UPF需实现TSN基于精准时间的了标准化，形成 802.1 系列协议族，其目的是意图构建一个开放、统一的物理层和数据链路层协议， 并 通 过 标 准 化 为 不 同 应 用 领 域 的 实 时 数 据 传 输 提 供 网 络 协 议 支 持 。 其 中 ， IEEE802.1AS、802.1Qcc、802.1Qbv、IEEE 802.1 Qbu、802.3Qbr、802.1Qci 等是 TSN 较为基础核心协议 [9-11]。 时间同步是 TSN 实现精准时延转发及时延有界性的基础，IEEE 802.1AS 在 1588V2 基础上采用 通用精准时间协议(gPTP, general Precise Time Protocol)，通过在主时钟与从时钟之间传递时间事件 消息(带有精准时间戳的消息)，并通过计算点对点的链路传输时延、驻留时延等信息后完成时间补 偿，从而实现两个节点间的时钟同步[12-13]。 IEEE802.1Qcc 提出了中心化配置模式，网络中由 1 个或多个集中用户配置中心(CUC, Centralized User Configuration)和 1 个集中网络控制器(CNC, Centralized Network Configuration)组成。 当接收到来自 CUC 的数据传输需求后，CNC 基于各节点时间同步信息的基础上，完成资源预留、 调度等决策，并将相关信息配置到相应交换节点，基于集中式的 TSN 架构如图 1 所示。此外， IEEE802.1Qcc 也支持分布式的 TSN 网络结构[14-15]。 图 1 IEEE802.1 Qcc 集中管理架构图 Fig.1. IEEE 802.1Qcc Centralized Management Architecture IEEE802.1Qbv 是在多业务环境下保障强实时需求时延敏感业务传输需求的业务流调度增强机 制。802.1Qbv 提出了时间感知整形器 (TAS, Time Aware Shaper)，使 TSN 交换机能够来控制队列流量， 通过时间感知门，只有在规定时间窗口才能传输相应队列的报文，保证了高优先级队列的传输将不 会被突发性的低优先级业务所打断，实现端到端传输的确定性[16]。 IEEE 802.1 Qbu/802.3Qbr 是针对高优先级业务传输的队列转发保障机制，提出了帧抢占机制， 允许在数据传输过程中，可让高优先级的数据帧打断低优先级的帧，优先发送高优先级队列数据， 最大限度地降低高优先级信息流的延迟[17]。 IEEE802.1Qci 提出了基于 TSN 流的入口过滤与监管，能够用来防止出现因数据重传及 DDOS 攻击等造成的业务过载情况，从而提升网络的健壮性[18]。 IEEE 针对 TSN 的标准还在不断的演进及扩展，现有标准为工业数据的传输、TSN 网络的部署 及配置提供了多样化的功能选择，从而支持在已有工业以太网等工业网络基础上实现确定时延及可 靠性的数据传输[19]。 2.2 5G+TSN 标准化现状 如图 2 所示，该图是 3GPP R16 定义的 5G 支持 TSN 的网络架构[20]。在该架构中，将 5G 系统看 作是 TSN 交换机，嵌入到 IEEE 802.1 Qcc 的 TSN 集中化管控整体架构下。为了使得 5G 网络能够支 持 TSN 的基本协议，5G 核心网及终端侧对用户面和控制面两个层面进行了相应的功能增强[21-25]。 在用户面，在 UPF 中扩展支持网络侧 TSN 转换器(NW-TT, Network TSN Translator)、在 5G 终端 侧增加了设备侧 TSN 转换器(DS-TT, Device Side TSN Translator)功能，NW-TT 及 DS-TT 支持 IEEE802.1AS、802.1AB 及 802.1Qbv 协议，实现了将 TSN 功能暴露给 5G 网络而不对现有 5G 系统内 部网元造成影响。另一方面，在时间同步基础上，5G 用户面功能 UPF 需实现 TSN 基于精准时间的 录用稿件，非最终出版稿