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在2022年3月3日、4日的广州国际工业自动化技术及装备展览会（SIAF）时间敏锐网络（TSN，Time-Sensitive Networking）技术及应用论坛上，华为首席TSN专家陈李昊发布了《工业自动化时间敏锐网络的兼容演进技术》主题演讲，全面阐述了TSN技术状况，介绍了华为在TSN掌控算法上的创新工作，同期就推动TSN在工业网络应用落地，分享了TSN端网协同的方法构想。
TSN技术的发展已有17年历史，日前的20余项TSN子技术经过组合能够形成面向工业网络、车载网络、承载网、专业音视频网络等区别垂直行业的处理方法。一方面TSN依托于以太、IP生态圈，能为用户供给低成本、大带宽、支持统计复用的网络基本设备，并处理各样总线、工业以太协议互通难的问题；另一方面，TSN又具备供给有界时延、极低时延、自动化网络配置、高靠谱性等性能优良。因此呢，做为企业向网络化、智能化发展的新型技术，TSN已作为工业网络向下一代演进的共识方向之一，将加速重构工业网络技术体系和产业生态。
TSN的技术关键点：
◉ 提供多种调度和整形办法，供用户按照场景需要灵活选取。除了基于时间门控的整形（Time-Aware Shaping，TAS）这项TSN技术集中的“网红”之外，TSN还供给了绝对优先级（Strict Priority，SP）、基于信用的整形（Credit-based Shaping，CBS）、加强传输选取（Enhanced Transmission Selection，ETS）、异步流量整形（Asynchronous Traffic Shaping，ATS）等调度办法，以及帧抢占（Frame Preemption）等机制。
◉ 供给资源管理方法，即针对业务差异化的时延需要进行网络资源预留。详细地，网络掌控器上安排TSN掌控算法，在搜集用户特征和需要后，生成调度和整形方法，并下发配置。因此呢，TSN掌控算法，是实现TSN网络自动配置的关键。
华为长时间投入IEEE 802.1 TSN工作组，参与人数、项目关键职位人数、文稿贡献均为业界领先。华为期盼将TSN知识与技术动态，回馈产业界，更好地推进TSN的发展与应用。这次演讲同期介绍了华为在TSN方面的两项关键掌控算法科研：网络演算规划算法与门控混合编排算法。
网络演算（Network Calculus）经过对流量特征和网络服务能力进行建模，能够推导出业务流在网络中传输的端到端时延上限，即网络对该业务所能承诺的确定性服务性能。TSN方法中，除了少许拥有良好周期性规律的流量外，其它流量的建模依赖于网络演算；前面说到的SP、CBS、ETS、ATS这四种TSN调度办法的服务能力，亦需要经过网络演算进行建模。详细运用时，网络演算规划算法以各用户差异化的时延需要等做为输入，输出关联网络配置参数，随后下发到网络设备上。
门控编排是实现TSN时间门控方法（即前面提到的TSN网红技术）的关键。针对工业场景，这类方法的重点优良在于可为关键工控业务规划专属网络传输时隙，从而供给极低时延和极低抖动的网络服务。华为的门控混合编排算法，将传统门控编排算法与网络演算规划算法进行了融合创新，支持TSN时间门控和其它TSN调度办法、乃至传统QoS调度的协同运用。这般在TSN网络中，不仅能够承载多种工控业务，还能够同期承载AOI自动光学检测、视频监控、以及其它伴同着智能制造、工厂无线化和OT/IT融合所带来的新业务，并且这些业务各自的时延、带宽需要，在门控混合编排算法的规划下，得到了保证。
商用级TSN方法需要端和网协同工作。工业自动化网络是TSN最重要的应用场景之一，然而用户不可能短期内替换掉海量的、尚不支持TSN的工业终端。日前华为聚焦于TSN端网协同方法，尤其是TSN中间件的科研。中间件经过识别终端业务意图，转化为TSN标准语言并经过用户网络接口传递给网络掌控器，正是实现存量端设备向TSN兼容演进的关键。期盼由此为工业用户处理TSN在成本与易用性方面的“后顾之忧”。
去年9月，华为CloudEngine S6730-H系列交换机荣获信通院颁布的首批“时间敏锐网络产业链名录计划”测试认证证书。将来，华为将继续奋斗推动TSN的应用落地和产业壮大，为我国工业企业进行网络化改造与智能化升级供给有力的支持，并连续打造以“工业设备网联化、联接IP化、网络智能化”为特征的先进工业网络处理方法，与产业伙伴一块，助力客户的数字化转型成功。
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发表于 2024-8-31 07:30:55
