没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
时间敏感网络研究现状及发展趋势.docx
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 61 浏览量
2022-11-30
09:30:44
上传
评论
收藏 279KB DOCX 举报
温馨提示
试读
13页
时间敏感网络研究现状及发展趋势.docx
资源推荐
资源详情
资源评论
1. 引言
以太网是目前应用最为广泛的网络技术,其结构简单、带宽大、可扩展性强能够满足
大部分应用的通信需求.但以太网设计之初未考虑实时性的问题,而实时通信是许多行业设
备网络系统的基本要求.在诸如工业自动化,车载网络和航空航天等安全关键型应用场景
中,对组网通信的实时性有很高的要求,为此针对这些特定的应用领域开发了许多专有的
协议,例如,用于工业自动化的 EtherCAT、PROFINET 和 SercosIII;用于车载网络的控制
器局域网(Controller Area Network, CAN)总线和 FlexRay;以及用于航空电子设备的航空电
子全双工交换式以太网(Avionics Full-Duplex Switched Ethernet, AFDX)和时间触发以太网
(Time-Triggered Ethernet, TTEthernet).但它们都是行业专有技术,受此限制很难实现将一种
技术扩展到其他行业,导致彼此之间互不兼容,无法在同一网络中实现互操作.为了提高效
率并降低成本,需要一个统一的网络架构,时间敏感网络(Time-Sensitive Network, TSN)应
运而生,旨在使以太网的实时传输能力标准化.TSN 技术标准中制定了许多机制,用于确保
或改善以太网流量的实时传输.
TSN 技术的前身是音频视频桥接(Audio Video Bridging, AVB)技术.以太网设计之初是
为了提供尽最大努力转发的传输服务,未考虑实时性的问题.为了满足音频视频流实时传输
的问题,IEEE802.1 工作组于 2006 年成立任务小组,并提出多种机制如带宽预留,基于信
用的整形等.虽然这些机制显著提高了 802.1 网络的实时性能,但工业自动化以及车载网络
等安全关键性领域中,AVB 定义的这些机制不足以满足时间敏感的关键流量的传输需
求.2012 年 AVB 任务组正式更名为 TSN 任务组,提出了一系列的标准协议,在 AVB 协议
的基础上为 802.1 网络定义了新的功能特性,以满足时间敏感应用的传输需求.图 1 展示了
自 2012 年以来 TSN 的标准化历程,部分标准还在修订并不断更新,如图中协议名称中带
有“P”的标准仍在研发当中.此外,工业自动化是 TSN 的主要应用领域,工业协议 OPC-UA
也在积极展开与 TSN 标准集成的标准化工作.
图 2 TSN 技术体系架构
Figure 2. Architecture of TSN technology
下载: 全尺寸图片 幻灯片
TSN 使用 IEEE802.1Q 中规定的带 VLAN 标签的以太网帧,以流为对象,提供相应的
服务质量(Quality of Service, QoS).TSN 中定义了三种类型的流,周期性的强实时流-计划流
(Scheduled Traffic, ST),非周期具有一定实时性要求的流-音频/视频流(Audio/Video Bridge,
AVB)以及非周期无实时性要求的流-尽力转发流(Best Effort, BE).其思想是:将不同传输需
求的流划分成不同的优先级,在全局时钟同步的基础上,以时分复用的方法,将最高优先
级的周期性实时流(ST)与较低优先级的非周期流(AVB 与 BE)隔离,为 ST 提供确定的传输
时隙,保证其传输确定性.为较低优先级的非周期流(AVB 与 BE)提供异步的整形方法保证
AVB 一定的实时性传输质量,同时保障最低优先级的 BE 流也有传输机会,实现不同需求
的流的共网传输,并提供了网络管理配置和流可靠性技术以提高系统的灵活性和可靠性.
2.1.1 时钟同步技术
时钟同步是 TSN 的基础,其主要功能是通过对本地时钟的操作,实现网络中统一的
时间基准,这样可以控制不同设备同步执行操作.这是 TSN 中低时延流控技术得以实现的
先决条件.时钟同步的实现方式在 IEEE802.1AS 协议中规定,它定义了一套时钟同步协议,
以实现网络中的设备,包括终端和交换机彼此之间进行本地时钟同步,该协议通常称为广
义精确时钟同步协议(Generic Precision Time Protocol, gPTP).
剩余12页未读,继续阅读
资源评论
罗伯特之技术屋
- 粉丝: 3677
- 资源: 1万+
下载权益
C知道特权
VIP文章
课程特权
开通VIP
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功