TSN起源、发展与技术全景图

　　来源：TSNLAB 微信公众号

 

　　时间敏感网络（TSN，Time-sensitive Networking）的前身是IEEE 802.1于2005年成立的音视频桥接网络（AVB，Audio Video Bridging）任务组。目标是面向专业的音视频场景，如现场演出、转播数字中心，使用基于Ethernet局域网为音频、视频业务提供端到端时延有保障的网络服务，以替代靠大量线缆进行点对点连接的传统方案。

　　

　　AVB技术的发展以及后续的成功商用，吸引来其它垂直行业的目光。IEEE 802.1也决定将AVB这个带有行业属性的名称更改为行业中立的TSN。

　　

　　为什么各个垂直行业会对AVB/TSN感兴趣呢？其实原因是类似的。以工业场景为例，当前的主流网络连接方式，是使用工业总线和工业以太，且工业以太的市场份额逐年增加。传统的IP/Ethernet网络，虽然具有开放性好、互通性好、产业成熟、带宽大、成本低等优势，但是其网络服务是统计复用的、尽力而为的，不能提供行业所需要的有界时延（或者说时延的确定性）的保障。而基于场景设计的工业以太网络，通过特定的方法实现了时延有界，但是其互通性、可扩展性较差，且使用专用的软硬件，对于用户而言成本更高。TSN则兼具两者的优点：一方面依托于Ethernet、IP生态，能为用户提供低成本、大带宽、支持统计复用的网络基础设施，并解决各种总线、工业以太协议互通难的问题；另一方面，TSN又具备提供有界时延、极低时延、自动化网络配置、高可靠性等性能优势。

　　

　　从2012年以来，由各行业的需求和完善TSN方案能力两方面驱动，TSN任务组中每年都有新的项目。TSN的技术集合也逐渐壮大起来。关于IEEE 802.1 TSN工作组的发展历程，我们有幸邀请到IEEE 802.1资深专家、中国首位TSN项目的editor王童童老师为我们撰写文章《TSN标准发展历程》（文章撰写中，敬请期待）。

　　

　　从技术的视角，TSN的技术可以分为“有界低时延”、“资源管理”、“时间同步”、“可靠性”四个方面。图中，蓝色为已完成的项目，紫色为正在进行中的项目。除此之外，针对特定的行业，TSN任务组还会制定Profile类的标准。Profile标准的目的，在于针对行业的用例和需求，在TSN技术集合中选取特定的子技术，构成该行业的解决方案，并指导相应的产业标准或联盟组织进行后续TSN行业测试认证的标准制定。

　　

　　TSN技术的发展已有17年历史，目前的20余项TSN子技术通过组合可以形成面向专业音视频网络、移动前传、工业自动化网络、承载网、车载网络、机载网络等不同垂直行业的解决方案，并且在部分行业已有商用。各厂商纷纷推出TSN网络设备、芯片模组、内嵌控制算法的TSN网络控制器等。IETF DetNet工作组，也在基于TSN定义的“有界低时延”技术，积极制定在层三网络上的端到端时延确定性方案。相信二十一世纪的第三个十年，会是TSN技术厚积薄发、飞速发展的十年！