TSN（Time-Sensitive Networking）即時間敏感網絡，是IEEE 802.1 TSN工作組開發(fā)的一系列數(shù)據鏈路層協(xié)議規(guī)范的統(tǒng)稱，用于指導和開發(fā)低延遲、低抖動，并具有傳輸時間確定性的以太網局域網，是傳統(tǒng)以太網在特定應用環(huán)境下的增強功能實現(xiàn)。以下從定義、功能、應用場景等方面展開介紹：

定義

TSN旨在實現(xiàn)在以太網網絡中的實時、確定性通信，滿足現(xiàn)代應用領域對網絡通信的高要求，如工業(yè)自動化、汽車通信、音視頻傳輸?shù)?。它通過提供一系列協(xié)議和標準，將以太網網絡轉化為可靠的實時通信基礎設施。

功能

時鐘同步：所有參與實時通信的設備都需要對時間有一個共同的理解。TSN采用IEEE 802.1AS和IEEE 802.1AS-REV實現(xiàn)時間同步，在IEEE 1588的基礎上對其進行了刪減調整，形成了更具針對性的時間同步機制。

數(shù)據調度及流量整形：管理數(shù)據流的傳輸和時延，確保時間敏感數(shù)據流和非時間敏感數(shù)據流在同一網絡中的傳輸，同時限制數(shù)據包傳輸?shù)臅r延，以滿足不同應用的低時延需求。例如IEEE 802.1Qbv定義了時隙分配機制，以確保時間敏感數(shù)據流的實時傳輸；IEEE 802.1Qbu用于壓縮和解壓時間敏感數(shù)據幀，以降低數(shù)據傳輸?shù)拈_銷，提高網絡效率。

可靠性：處理網絡中的故障和數(shù)據傳輸?shù)目煽啃?。如IEEE 802.1Qci用于確保時間敏感數(shù)據流的可靠傳輸，以防止數(shù)據丟失或過度擁塞；IEEE 802.1CB通過序列編號和復制數(shù)據幀，以確保只有一份數(shù)據幀被接收，從而提高數(shù)據傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

資源管理：允許網絡管理員配置網絡資源，以確保各種應用的性能得到滿足。如IEEE 802.1Qat根據流的資源需求和可用網絡資源情況指定數(shù)據準入控制，以保留資源并通告網絡中的所有節(jié)點，確保指定流的資源可用。

應用場景

工業(yè)自動化：傳統(tǒng)的工業(yè)自動化系統(tǒng)通常依賴于硬編碼的邏輯控制器（PLC）和人機交互界面（HMI），管理和維護復雜。通過將工業(yè)設備連接到TSN網絡，實現(xiàn)了對生產線上的設備和機器的遠程集中管理，確保了生產線的高效性和可靠性。

汽車通信：現(xiàn)代汽車具有越來越多的電子和通信設備，需要實現(xiàn)車輛內部和車輛之間的高度實時通信。TSN可以用于實現(xiàn)車輛內部的實時通信，例如在自動駕駛車輛中，傳感器、控制單元和通信模塊需要快速、可靠地交換信息，以確保車輛的安全性和性能。此外，TSN還可以用于車輛之間的通信，例如車輛之間的協(xié)同行駛和信息共享，以提高交通系統(tǒng)的效率和安全性。

音視頻傳輸：無論是音頻會議、實時流媒體還是遠程監(jiān)控，TSN都能確保音視頻數(shù)據的實時傳輸。通過TSN的引入，音視頻數(shù)據的傳輸時延可以降低到最低限度，提高了觀看和聽覺體驗。