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

定義

TSN旨在實現(xiàn)在以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的實時、確定性通信，滿足現(xiàn)代應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?a href="http://www.brongaenegriffin.com/v/tag/13320/" target="_blank">網(wǎng)絡(luò)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(biāo)準(zhǔn)，將以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為可靠的實時通信基礎(chǔ)設(shè)施。

功能

時鐘同步：所有參與實時通信的設(shè)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(chǔ)上對其進行了刪減調(diào)整，形成了更具針對性的時間同步機制。

數(shù)據(jù)調(diào)度及流量整形：管理數(shù)據(jù)流的傳輸和時延，確保時間敏感數(shù)據(jù)流和非時間敏感數(shù)據(jù)流在同一網(wǎng)絡(luò)中的傳輸，同時限制數(shù)據(jù)包傳輸?shù)臅r延，以滿足不同應(yīng)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(jù)流的實時傳輸；IEEE 802.1Qbu用于壓縮和解壓時間敏感數(shù)據(jù)幀，以降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_銷，提高網(wǎng)絡(luò)效率。

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

資源管理：允許網(wǎng)絡(luò)管理員配置網(wǎng)絡(luò)資源，以確保各種應(yīng)用的性能得到滿足。如IEEE 802.1Qat根據(jù)流的資源需求和可用網(wǎng)絡(luò)資源情況指定數(shù)據(jù)準(zhǔn)入控制，以保留資源并通告網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點，確保指定流的資源可用。

應(yīng)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(fù)雜。通過將工業(yè)設(shè)備連接到TSN網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了對生產(chǎn)線上的設(shè)備和機器的遠(yuǎn)程集中管理，確保了生產(chǎn)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(shè)備，需要實現(xiàn)車輛內(nèi)部和車輛之間的高度實時通信。TSN可以用于實現(xiàn)車輛內(nèi)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(yuǎn)程監(jiān)控，TSN都能確保音視頻數(shù)據(jù)的實時傳輸。通過TSN的引入，音視頻數(shù)據(jù)的傳輸時延可以降低到最低限度，提高了觀看和聽覺體驗。