微控制器与TSN芯片的网关板TSN功能设计

针对目前铁路终端设备无法接入TSN网络的问题,提出了一种基于单片机及TSN芯片的TSN网关设备设计方案,使得该设备具备TSN的能力,因而在列车多网融合大数据量的情况下,保证了列控数据确定性的传输,提高了列车运行的安全性。

5G TSN融合发展和应用方案探索

为了达到5G使能工业网络的目的,3GPP对低时延、高可靠场景进行了全面增强,在标准上深度讨论和制定了支持TSN的确定性业务的方案。5G TSN打造全面互通灵活接入的确定性工业网络,5G和TSN的融合是技术发展的趋势。重点分析了5G TSN网络的需求,归纳了5G TSN技术的标准化研究进展;最后对应用方案进行了探索和总结。

适用于多跳TSN网络节点的帧抢占分片与重组方法

当前标准时间敏感网络中,帧抢占分片与重组机制仅适用于网络节点间。而可抢占帧在多跳时间敏感网络传输过程中,可能会多次出现帧抢占分片与重组,导致网络节点处理开销增加及转发效率降低的问题。设计了一种适用于多跳时间敏感网络节点传输的帧抢占分片与重组方法,通过择机分片、增加以太网地址、一次分片与重组、分片大小适当、保护带长度折中等措施,可减少多次帧抢占分片与重组带来的开销,提高网络节点转发效率,降低时间敏感流的时延和抖动,保障其传输时延的确定性。

TSN时间敏感网络帧抢占的研究与电路实现

时间敏感网络(Time Sensitive Network,TSN)是一种新型网络技术,在传统的以太网技术基础上,对关键数据的实时性、可靠性和安全性方面进行了增强,可满足工业互联网、自动驾驶、医疗健康等领域的需求。针对TSN中的帧抢占技术进行了研究分析,实现了帧抢占电路。作为TSN网络交换芯片的重要部分,实现了TSN帧抢占等芯片实现的自主创新,在相关时间敏感领域具有较好的应用价值。

面向工业时敏业务的5G TSN融合网络切片资源调度

5G与时间敏感网络(time sensitive network,TSN)融合部署是实现工业互联网无线化和柔性制造的重要基础,如何实现多类型工业业务和移动业务的共网高质量传输,是5G TSN融合网络需要解决的关键问题。为此,面向工业互联网场景,依据业务特征差异划分工业业务流的类型,设计了一种适配周期性时敏业务和突发性时敏业务的网络切片资源调度策略,提出了基于均匀分布的资源分区调度算法。所提方法通过控制资源预留和资源抢占,在优化无线资源使用的同时,保障了工业业务流的时延,满足了移动业务的传输速率需求。最后,通过仿真实验验证了所提方法在提升业务需求满足度和资源利用率方面的有效性。

智能工厂场景下的5G与TSN技术融合应用

5G和时间敏感网络(Time-Sensitive Networking,TSN)技术融合能够实现高效、可靠的生产过程。深入探讨5G和TSN技术在智能工厂中的融合应用,考虑智能工厂对高带宽、低延迟和高可靠性通信的需求。研究内容涵盖5G与TSN的融合架构设计,以及智能工厂中自动化生产线和物流监控的具体应用场景,旨在展示5G与TSN技术融合在智能工厂中的可行性和优势,推动智能工厂可持续发展。

混合网络环境下TSN与SDN融合的策略与应用

本文深入探讨了在混合网络环境中时间敏感网络(time sensitive networking,TSN)与软件定义网络(software-defined networking,SDN)的融合策略。本文首先介绍了TSN和SDN技术及其在网络领域的重要性和应用。其次,分析了混合网络的架构设计,包括数据流分类和资源分配,以实现不同类型数据的高效传输。再次,融合机制的设计部分强调了TSN和SDN之间的协同工作,确保网络的稳定性和性能。时间同步与调度策略确保时间敏感数据的准时传输,而流量管理与优化策略最大化了网络资源的利用。最后,容错与恢复机制策略提高了网络的鲁棒性和可靠性,确保网络在面临故障时能够快速恢复正常运行。研究成果为实现高性能、高可靠性的混合网络提供了全面解决方案,混合网络环境下TSN与SDN的融合策略将推动网络技术的发展,满足不断增长的网络需求。

时间敏感网络(TSN)在供应链中的应用与规划

文章主要探讨了时间敏感网络(TSN)在供应链管理中的应用。介绍了TSN的基本概念和特点,阐述了基于TSN的供应链模型构建、优化算法设计和试验验证与分析。通过理论和实证研究,证明了基于TSN的供应链规划方法在提高效率、降低成本、增强透明度等方面的优势。此外,还对基于TSN的供应链模型和传统供应链模型进行了深入比较,分析了各自的优势和不足,并对未来研究方向进行了展望,提出将其他先进技术如人工智能、物联网等与TSN相结合,以进一步优化供应链管理。

车载TSN协议测试的研究与分析

汽车技术的发展日新月异,智能驾驶、移动互联、云计算、大数据等技术的逐步应用,促进汽车行业不断向着数字化、自动化、网联化发展,随之带来车载电子应用产品数量的激增和信息交互的日益复杂,产生大量需要传输处理的数据,必然会对网络延迟、可靠性方面造成影响。因此,时间敏感网络(TSN)的应用将会变得不可或缺。文章介绍TSN协议特性及发展,阐述主要协议标准、帧结构,并着重分析TSN协议的主要测试内容、测试环境等。

工业互联网发展新趋势——OPC UA TSN

工业通信市场目前由基于以太网的现场总线系统主导。但解决方案之间存在不兼容的问题,且处理多种解决方案会产生高昂的成本,并限制物联网的能力。本文介绍了一种新技术——OPC UA TSN。这种组合提供的通信网络不仅具有高度的确定性和实时性,更重要的是实现了通信网络在网络安全、带宽、互操作性、同步和时延等方面真正独立于设备厂商。因此,OPC UA TSN的出现为工业智能化、数字化带来了巨大的进步。

面向智能网联汽车的TSN-CAN低延时网关设计

控制器局域网(CAN)是一种用于汽车中各个子系统之间进行通信的总线协议,最高传输速率可达1 Mbit/s.随着自动驾驶技术的飞速发展,CAN总线已经不能满足自动驾驶系统对传输带宽的要求.时间敏感网络(Time Sensitive Network,TSN)不仅具有以太网高带宽低延时优点,而且具有很高的实时性,所以TSN逐步被应用在车载以太网中来为数据传输提供高带宽、低延时和高可靠性的网络通道.基于应用层软件的传统TSN-CAN网关存在软件不确定性等缺点.提出一种在数据链路层上,通过数字电路的方式实现TSN-CAN网关的方法,设计了CAN控制器和TSN-CAN转换电路.该电路采用Verilog语言进行设计,通过硬件来保证TSN与CAN之间转换的可预测的延时,能够在极短的时间内实现协议的转换与数据转发.该网关消除了软件层面的不确定性,具有低延时的优点.并且支持APB总线进行配置,可以很方便的集成至SoC芯片中,满足车载芯片的需求.最后通过Xilinx FPGA验证了该设计的正确性.

融合SDN和TSN的舰船一体化网络架构

舰船设备信息化程度日趋升高、船上网络覆盖范围逐渐变大。但现有的舰船网络体系各子系统之间相对独立,造成了舰船信息设备的部署、运维、管理等操作的复杂程度提高。论文通过分析现有的商用通信技术和网络管控技术提出了一种舰船一体化网络架构,并分析了它实现的可能性。

5G-TSN系统下的高精度时间同步

第五代移动通信系统(the fifth generation communication system,5G)与时间敏感网络(time sensitive networking,TSN)集成的5G-TSN系统需要实现高精度的时间同步。为此,提出一种多波束联合的定时同步算法提高同步信号检测成功率,实现高精度5G-TSN时间同步。首先,根据多个波束间的时域关系计算波束间同步信号块的互相关的组合,求出期望作为门限值;然后,利用超过门限值的若干波束进行互相关叠加峰值计算最大峰值对应的时域索引,并完成主同步信号定时同步;最后,利用时频域结合地方式对传播时延进行估计以减少同步误差。仿真结果表明,采用基于多波束联合的定时同步算法,相比传统算法,相关峰值更加显著,能有效地提高定时同步成功率。

面向汽车Zonal架构的TSN轻量级认证与授权通信框架

汽车智能化需求推动了汽车电子电气(electrical/electronic,E/E)架构向基于时间敏感网络(time-sensitive networking,TSN)的区域(Zonal)架构演进,但网联化发展给数据传输带来了严重的信息安全问题。TSN标准所提供的流过滤器、流控门和流计量器3层信息防护模块本质上是一种边界防火墙技术,一旦边界被攻破,整个架构将暴露并因此瘫痪;此外,这种防护技术因存在多层处理而产生过多的计算和通信开销。本文提出一种面向汽车Zonal架构的TSN轻量级认证与授权通信框架,以去边界的方式实现了防劫持、防篡改及防监听的一体化防护方案。基于NXP车规级TSN交换芯片SJA1105Q(作为中央控制器)与NXP车规级SoC LS1028A(作为区域控制器)构建了Zonal架构原型平台,并将所开发的框架部署该原型平台,通过ProVerif工具验证了框架的安全性;基于原型平台的评估结果表明,所提框架在计算和通信开销方面均优于现有汽车信息安全通信框架。

Auto-learning TSN:时间敏感网络(TSN)的可用性优化

许多网络应用(如工业控制)都要求网络提供确定性的传输服务,传统的统计复用网络无法满足这一类应用需求。IEEE 802.1时间敏感网络(TSN)相关标准和研究能够在以太网上提供确定性的网络服务。简述TSN的基本原理,利用网络演算对TSN中的关键排队机制进行了定量分析,并提出自学习TSN机制,通过网络智能化自适应支持非TSN端侧设备组网,结合时延保证算法形成端到端TSN方案,为TSN技术的进一步推广和应用打下了基础。

确定性网络的5G%TSN技术演进探讨

介绍确定性网络技术中的5G%TSN(时间敏感网络)技术,从5G与TSN网络的融合架构开始,重点分析5G%TSN的演进方向,包括内生确定性UE(终端)-UE组网、TSN的灵活授时机制、时钟源的可靠性增强、高可靠传输能力开放、与DetNet互通的L3确定性能力支持、分布式TSN网络管理模型。通过技术演进的展现,明晰相关行业业务应用的具体形态,针对特定的需求,构建更高效的确定性网络。最后,结合当前的技术应用场景,总结5G%TSN的现实意义,为相关的技术选型提供一些参考。

基于5G+TSN的智能仓储物流网络架构研究

作为移动通信的5G系统架构可以不受电缆安装限制,实现终端设备灵活部署。时间敏感网络(TSN)符合新型工业生产网络“确定时延、不被中断、可靠传输”的要求。将5G和TSN技术有效整合,可进一步优化网络架构方案,满足工业智能化进程中需具有全连接、高稳定性和精准化端到端控制的特征,有望领衔智能工厂网络的未来。本文聚焦智能仓储物流场景,结合仓储物流网络现状和实际业务进行需求分析,提出了基于5G+TSN的网络架构方案,满足拣货区、分拣区、存储区等多个功能分区内大量智能终端设备协同作业对传输的低时延、高可靠和灵活性要求,有效提升仓储物流的执行效率,提高仓储物流管理水平。

基于TSN的工业网络发展展望

本文简要回顾了以Ethernet、TCP/IP技术为基础的IT网络,以及IT网络物联网化的变化;梳理了从20世纪50年代开始,逐步应用在工业控制领域的OT网络所经历的现场总线、工业以太网两个发展阶段。针对近年来IT、OT网络深度融合的需求,分析了即将发布的IEC60802(TSN工业应用规范)包含的主要内容,借助TSN的高带宽、确定性时延、灵活端到端配置等特点,分析了OT网络未来可能的演进路径,判断目前正处于这一融合过程的起点,并将会在未来5年,甚至更长时间内持续,最后对IT与OT无差异的新型融合网络作出了展望。

基于工业自动化的5G与TSN协同关键技术分析

工业制造是5G应用的重点领域,利用5G通信技术,促进工业自动化发展,打造高效生产的智能工厂,促进工业智能化转型是当前探究的重要内容。但由于工业自动化对传输时延、抖动等有着明确的要求,要想保证传输稳定性,保证控制管理效果,就必须提升低时延和业务传输确定性,这就迫切需要5G与TSN协同工作。本文分析了基于工业自动化的5G与TSN协同关键技术,研究其应用场景,希望有所帮助。

以太网TSN报文延时仿真研究

随着汽车智能网联化进程的加速,传统CAN/CANFD通信已经不能满足高效数据传输的带宽和实时性需求。TSN(时间敏感型网络,Time Sensitive Network)作为新一代以太网技术,可以解决车载网络对于信息低延迟,高速率的传输问题,可以保证信息的实时性传输引起车载网络工程师的关注。本文采用仿真和实验相结合的方式,验证了SP(Strict Priority)、TAS(Time Aware Shaper)对于时间敏感参数传输延迟的影响。结果显示,在各类负载工况下,相对于无QoS机制,采用SP机制可以显著降低时间敏感参数的传输延迟;采用CBS(Credit based Shaper)通过队列信用值管理,TAS将时间敏感参数的传输延迟控制在200μs以内,效果优于SP机制。研究结果为车载TSN网络设计提供了必要的理论支持。