the collaborative transmission of 5G and TSN has become a focus for both industry and academia society."5G+TSN"is envisioned to be the basic communication network for the future smart factory,which can enable the integration of various field level industrial communication technologies and ensure end-to-end industrial data transmission reliability.However,5G and TSN networks are quite different with regard to transmission methods,protocols,control and management mechanisms, etc.How to realize the efficient inter-connection and coordination of 5G and TSN is a hot topic and difficult task currently. Following the general requirements of digital manufacturing,digital-networked manufacturing,and new-generation intelligent manufacturing.this article firstly introduces the state-of-the-art of time-sensitive networks,and it also elaborates on the standardization progress of 5G supporting TSN in 3GPP.Then,it emphasizes the main challenges for the coordinated transmission of 5G and TSN networks,and analyzes the key technologies such as time synchronization,connection enhancement,and unified resource management to support the coordination of 5G and TSN heterogeneous networks.Finally, the application scenarios of"5G+TSN"in the smart factory are given,which aims to deepen the inte ration of 5G into the industrial control and flourish 5G-based industrial applications. KEY WORDS The 5th Generation Mobile Communication System;Time Sensitive Nety ial Internet;5G and TSN coordination;Smart Factory 1概述 工业制造业是5G的重要应用领域，如何利用5G先进信息通信技术打造组织灵活、生产高效的 智能工厂，助力制造业数字化、智能化升级转型，成为当前产业界及学术界共同关注的热点话题 习。然而，工业业务对传输时延、抖动及可靠性等具有严格的要求，尤其是工业控制类业务，需由支 持有界的时延和抖动、极其严苛的丢包率和可靠性保证的网络承载。网络具有确定性时延这一特征对 工业业务传输尤为重要，意味着整个系统的可行与可靠，是工业系统安全可控的基础。虽然5G在 R16版本中针对低时延和超高可靠技术方面做了较女提升，但在满足工业实时类、工业自动控制类 业务确定性传输需求方面仍面临诸多挑战46。/ 时间敏感网络(TSN,Time-Sensitive Networking)由国际电子电气工程师协会(EEE,Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.1玉作组在802.3标准以太网及802.lQ虚拟局域网基础上对 媒体接入控制层机制进行增强的系例标准协议忉。T$N是二层桥接网络，在实现节点间高精度时 间同步基础上，实现域内数据传输的时延和抖动的有界性及确定性：此外，由于T$N能兼容以太 网协议，因此受到了工业航关电子及音视频传输领域的广泛关注，成为了工业网络的重要趋势之 一，诸多工业企业对在不内部入时间敏感网络技术表现出极大的兴趣，西门子等工业巨头也纷 纷开展了时间敏感网络实验床的建设验证工作。 本文基于工业联网中信息技术(IT,Information Technology)与生产技术(OT,Operation Technology)融会需求，面向构建统一、开放工业网络目标，重点针对构建5G与TSN协同的端到端 确定性网络所面临的挑战、关键技术体系、时间同步机制、联合资源管理模型等进行了阐述，并结合 5G-TSN协同网络在智能工厂中的应用场景进行了介绍。文章组织结构如下：第2部分重点介绍时间 敏感网络技术及5G+TSN的标准化现状：第3部分主要介绍5G+TSN的关键技术特征，并对当前研 究面临的挑战进行分析：第4部分简要介绍5G+TSN在工业领域的应用场景：第5部分对全文进行 了总结。 2研究现状 2.1时间敏感网络标准现状 TSN并不是近年兴起的新技术和新网络，只是随着近年来工业互联网的普及而被通信领域所熟 知。IEEE802.1工作组围绕TSN的架构、时间同步、流管控、流整形及资源预留等多项关键技术进行the collaborative transmission of 5G and TSN has become a focus for both industry and academia society. "5G+TSN" is envisioned to be the basic communication network for the future smart factory, which can enable the integration of various field level industrial communication technologies and ensure end-to-end industrial data transmission reliability. However, 5G and TSN networks are quite different with regard to transmission methods, protocols, control and management mechanisms, etc. How to realize the efficient inter-connection and coordination of 5G and TSN is a hot topic and difficult task currently. Following the general requirements of digital manufacturing, digital-networked manufacturing, and new-generation intelligent manufacturing, this article firstly introduces the state-of-the-art of time-sensitive networks, and it also elaborates on the standardization progress of 5G supporting TSN in 3GPP. Then, it emphasizes the main challenges for the coordinated transmission of 5G and TSN networks, and analyzes the key technologies such as time synchronization, connection enhancement, and unified resource management to support the coordination of 5G and TSN heterogeneous networks. Finally, the application scenarios of “5G+TSN” in the smart factory are given, which aims to deepen the integration of 5G into the industrial control and flourish 5G-based industrial applications. KEY WORDS The 5th Generation Mobile Communication System; Time Sensitive Networking; Industrial Internet; 5G and TSN coordination; Smart Factory 1 概述 工业制造业是 5G 的重要应用领域，如何利用 5G 先进信息通信技术打造组织灵活、生产高效的 智能工厂，助力制造业数字化、智能化升级转型，成为当前产业界及学术界共同关注的热点话题[1- 3]。然而，工业业务对传输时延、抖动及可靠性等具有严格的要求，尤其是工业控制类业务，需由支 持有界的时延和抖动、极其严苛的丢包率和可靠性保证的网络承载。网络具有确定性时延这一特征对 工业业务传输尤为重要，意味着整个系统的可行与可靠，是工业系统安全可控的基础。虽然 5G 在 R16 版本中针对低时延和超高可靠技术方面做了较大提升，但在满足工业实时类、工业自动控制类 业务确定性传输需求方面仍面临诸多挑战[4-6]。 时间敏感网络(TSN, Time-Sensitive Networking)由国际电子电气工程师协会(IEEE, Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.1 工作组在 802.3 标准以太网及 802.1Q 虚拟局域网基础上对 媒体接入控制层机制进行增强的一系列标准协议[7]。TSN 是二层桥接网络，在实现节点间高精度时 间同步基础上，实现域内数据传输的时延和抖动的有界性及确定性；此外，由于 TSN 能兼容以太 网协议，因此受到了工业、航天电子及音视频传输领域的广泛关注，成为了工业网络的重要趋势之 一，诸多工业企业对在工厂内部引入时间敏感网络技术表现出极大的兴趣，西门子等工业巨头也纷 纷开展了时间敏感网络实验床的建设验证工作[8]。 本 文 基 于 工 业 互 联 网 中 信 息 技 术 (IT, Information Technology) 与 生 产 技 术 (OT, Operation Technology)融合需求，面向构建统一、开放工业网络目标，重点针对构建 5G 与 TSN 协同的端到端 确定性网络所面临的挑战、关键技术体系、时间同步机制、联合资源管理模型等进行了阐述，并结合 5G-TSN 协同网络在智能工厂中的应用场景进行了介绍。文章组织结构如下：第 2 部分重点介绍时间 敏感网络技术及 5G+TSN 的标准化现状；第 3 部分主要介绍 5G+TSN 的关键技术特征，并对当前研 究面临的挑战进行分析；第 4 部分简要介绍 5G+TSN 在工业领域的应用场景；第 5 部分对全文进行 了总结。 2 研究现状 2.1 时间敏感网络标准现状 TSN 并不是近年兴起的新技术和新网络，只是随着近年来工业互联网的普及而被通信领域所熟 知。IEEE 802.1 工作组围绕 TSN 的架构、时间同步、流管控、流整形及资源预留等多项关键技术进行 录用稿件，非最终出版稿