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《英特尔&中国联通&ASTRI：2024年5G-TSN技术实践白皮书（15页）.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《英特尔&中国联通&ASTRI：2024年5G-TSN技术实践白皮书（15页）.pdf（15页珍藏版）》请在本站上搜索。 1、5G-TSN 技术实践白皮书英特尔公司中国联通、香港应用科技研究院2024 年 6 月目 录前言.1一、概述.2二、技术现状及挑战.22.1 TSN 标准及产业发展.22.2 5G-TSN 标准化演进.32.3 5G-TSN 发展挑战.3三、基于云原生技术的 5G-TSN 解决方案.43.1 DS-TT.63.2 NW-TT.83.3 测试验证.93.4 实践成效.9四、应用场景.104.1 工业互联网.104.2 车联网.11五、展望.12缩略语.121前言随着工业数字化和智能化的推进，工业网络中大量存在的 AGV、机器人、运动协作、物流、柔性化生产等场景提出了确定性的移动网络服务需求。5G2、-TSN 定义了 5G 网络中的确定性通信服务能力，使 5G 网络能够以与业务同步的节拍传输数据，提供有边界的业务保证能力，包括传输时延，抖动，丢包率，可靠性等 SLA 指标，从而为工业生产提供确定性的服务保障。然而 5G-TSN 产业目前尚处于发展初期，目前网络不具备齐套部署条件，客户侧业务配置导入困难。中国联通一直致力于推动 5G-TSN 产业化。2023 年成立 5G-TSN 联合攻关实验室，与产业合作伙伴积极开展了一系列技术实践。近期，中国联通携手英特尔和香港应用科技研究院推出云原生、轻量化的端到端 5G-TSN 解决方案：基于标准协议实现了 5G-TSN 跨域精准时间同步与门控调度，3、并基于标准化接口实现对业务流的精确编排与调度；支持标准容器平台，优先打通 5G-TSN 数据面功能，更易于现阶段业务落地。5G-TSN 技术正在向工业核心生产纵深发展，中国联通希望与合作伙伴携手共进，持续推进 5G-TSN 标准化解决方案，共同推动 5G-TSN 技术实践，赋能行业发展，加速工业智能化进程。编写组成员（排名不分先后）：中国联通：魏进武、黄蓉、王友祥、裴郁杉、李先达、李瑞华、庞博、陈瑶华、吴越、刘珊、黄倩、周伟、刘欢欢、常瀚文香港应用科技研究院：范世君、曾佑佑、张建军、董亮、夏亮、李伟、刘敏英特尔：赵骞理、高纪明、曾红李、张可、张海亮、王虎文技术实践白皮书5G-TSN 2一、概述4、二、技术现状及挑战5G 凭借在高带宽、低延时等方面的关键网络能力，成为加速传统行业转型，以及培育新型业态的重要支撑。对于工业自动化、智能交通调度等时延敏感型应用而言，5G 专网仍需要在超低时延、时延抖动、可靠性、可用性等方面进行进一步提升，以满足实际场景的严苛要求。在此背景下，5G 和 TSN 的协同创新成为 5G 专网实现能力跃升的重要方向。5G-TSN 有助于将 5G 网络跨域时钟传输抖动从几十毫秒级降至微秒(us)量级，平均传输时延从几十毫秒级下降至毫秒(ms)量级，从而满足更多行业应用的严苛要求，为行业用户带来更加高效、稳定的网络服务。随着 5G-A(5G-Advanced)标准被正式5、冻结，5G-A 技术的商用版图正式展开，这也给 5G-TSN 技术带来了广阔的应用前景。5G-A 的强大网络能力与 TSN 低时延、高确定性能力的结合，可以支撑沉浸实时、工业互联、通感一体、千亿物联以及天地一体等应用场景对于网络的需求。本白皮书提出了一种云原生、轻量化的 5G-TSN 技术解决方案，形成了集成终端侧 TSN 转换器(DS-TT)、网络侧 TSN 转换器(NW-TT)在内的端到端 5G-TSN 平台，实现低至 10ms 的网络时延1，可有效满足工业生产、车联网等应用场景的严苛要求。该方案可实现端到端一体化交付，有助于用户节约在部署、调试、优化方案方面的成本，加快 5G-TSN 商6、用。2.1 TSN 标准及产业发展 TSN 作为新一代以太网技术，是一组基于标准以太网络的 IEEE 标准、规范和功能的集合，用于支持时间敏感应用和精确的时间同步、数据的及时传输和流量调度。TSN 技术相应基础共性标准主要由 IEEE 802.1 TSN 工作组研究制定。TSN 1数据援引自香港应用科技研究院的内部测试结果。英特尔并不控制或审计第三方数据。请您审查该内容，咨询其他来源，并确认提及数据是否准确。关键的特性之一是提供确定可靠的消息传递，主要通过时间同步和流量调度来保障，具体过程分别由 IEEE 802.1AS 和 IEEE 802.1Qbv 等标准实现。TSN 的另一个关键特性是支7、持开放的、独立于供应商的网络配置，因此可以由任何供应商的任何标准兼容设备组成，并且可以由任何符合标准的网络配置软件来配置。表 1.IEEE TSN 任务组标准示例IEEE 标准描述信息IEEE 802.1AS定时与同步定义以太网时间同步的相关协议，用于确保满足时间敏感应用的同步要求。IEEE 802.1Qbv时间感知整形器定义了一种时间感知整形器(Time Aware Shaper,TAS)，支持 Qbv 协议的交换机可以按照配置好的门控列表来打开/关闭交换机出口队列，从而为周期型的重要数据提供确定性延迟保障。IEEE 802.1Qbu帧抢占旨在降低数据流延迟的同时，最大限度地提升数据链路的有8、效带宽。IEEE 802.1CB帧复制和消除定义了网桥和终端创建、消除重复帧的程序、管理对象和协议，用于提高数据传输的可靠性。3目前，TSN 网络技术已成为包括芯片厂商、通信设备厂商、自动化厂商、相关行业组织以及各类研究机构在内的产业链各个组成环节关注的热点。在芯片领域，以太网芯片开发厂商纷纷推出 TSN 工业以太网芯片，面向实时应用场景的 CPU 也逐步增加了对 TSN 功能的支持，这些芯片能够与现有标准以太网交换芯片兼容，同时有效地实现了 TSN 功能。通过搭载具备 TSN 功能的芯片，并支持关键的 IEEE TSN 标准，TSN 交换机成为构建 TSN 网络的关键设备之一，已经广泛应用于9、各种实时性要求较高的场景。2.2 5G-TSN 标准化演进5G 与 TSN 协同可提供更好的移动性、灵活性、业务编排能力，并有效降低运维成本，能够进一步扩大 5G 网络和 TSN 技术的应用场景。其具备端到端的时间/频率同步、高可靠性、低延迟和抖动，提供了超越普通 5G 网络方案的确定性，从而能够解决智能制造、智慧交通等垂直行业中，柔性制造、远程设备控制、设备协作、现场辅助组装、质量控制和安全监控等应用在网络确定性和延迟方面的挑战。目前，多个行业组织都启动了对 5G-TSN 的标准研究与制定工作。其中，3GPP 在 3GPP Release16(R16)、3GPP Release17(R17)10、和 3GPP Release18(R18)等多个版本的标准规范中，提出了多项 5G-TSN 的相关标准。3GPP 5G R16 标准提出了 5G 与 TSN 网络的协同，5G URLLC 能力的逐步成熟为实现 5G 与 TSN 的融合提供了低延迟、高可靠保障。3GPP 5G R17 版本引入了无需外接 TSN 网络的 5G 内生确定性通信，覆盖了更多更灵活的应用场景。3GPP 5G R18 版本增强了 5G 网络的开放能力，增强了 5GS 对时钟源故障的感知和处理机制，增强了时间同步功能的高可靠机制，并引入广域网和三层网络的确定性，进一步扩大了 5G-TSN 的应用场景。图 1.3GPP 在不11、同版本引入 5G-TSN 的主要功能2020 2021 2022 Rel-16 5 5GG 作为 T TS SNN 网络的一个透明的网桥 引入 DS-TT 和 NW-TT 通过 TSN 网络，可以实现对时延抖动敏感的工业控制类业务 Rel-17 5 5GG 内生确定性 引入 TSCTSF，5G 终端之间的 TSN 确定性转发不需要依赖外部 TSN 网络，在 5G 网络内部实现 更加灵活精准的时间同步机制 2023 Rel-18 5 5GG 确定性范围扩展 时钟源增强 能力开放增强，5G 网络可选择冗余传输方案 超低时延能力增强，业务侧反向调整发包时机 广域和三层网络的确定性能力 2.3 5G-12、TSN 发展挑战围绕 5G-TSN 的技术创新与实践，行业开展了卓有成效的探索。2023 年，中国联通携手合作伙伴共同成立“中国联通 5G-TSN 联合攻关实验室”，发布了 5G-TSN 确定性工业网络创新系列设备，包括 5G 智算工业网关、5G 工业一体基站、5G 工业核心网等，纵深推进 5G 进入工业生产环节。但是要推动 5G-TSN 在行业领域的深入应用，仍有许多的挑战亟待解决，包括：5G-TSN 协议架构复杂，需要 5G 网络全面升级5G-TSN 新增了 TSN 应用功能实体，能够与 TSN 域中集中网络配置实体、5G 核心网中策略控制功能、会话管理功能、终端侧 TSN 转换器(DS-13、TT)及网络侧 TSN 转换器(NW-TT)等交互，这涉及到大量的修改，需要终端、基站、核心网进行全面升级，目前不具备齐套规模部署条件。4需要进一步优化混合流业务编排5G 与 TSN 需要进一步提升协同能力DS-TT 与 NW-TT 对于芯片算力有着较高要求5G-TSN 部署带来较高的成本与门槛在数据面层面，5G-TSN 涉及到复杂的混合流业务，这些业务如果得不到高效、精心的编排管理，将影响 5G-TSN 的实现效果。目前，行业更多地采用自研业务编排管理系统，将其部署在业务服务器中，不利于管理系统的统一整合。要在 5G-TSN 协同网络中实现强实时业务的确定性传输，需要实现 5G 与 TSN 14、的高度协同，这要求克服无线信道时变带来的不确定性，提升 5G 网络中核心网及基站的时间感知能力、实现基于精准时间的资源调度与数据转发，并通过 5G 与 TSN 系统之间的协同和融合实现网络拓扑配置与信息交换。在 5G-TSN 网络中，DS-TT 与 NW-TT 在算力、稳定性等方面有着较高要求。TSN 在 5G 顶层集成，并通过 TSN 转换器(TT)进行系统间拉通。这意味着 DS-TT 与 NW-TT 需要承载网络对接、流量调度、业务系统映射等负载，满足时间同步、低时延、高可靠、资源管理等功能需求，要求强大且高度确定性的算力进行支持。5G-TSN 网络的部署需要 DS-TT 与 NW-TT 15、的引入，以及业务能力的适配，通常意味着复杂的部署与适配过程，导致较高的成本支出。用户需要可以一站式部署的 5G-TSN 轻量化部署方案，以实现更高的敏捷性、灵活性。三、基于云原生技术的 5G-TSN 解决方案基于云原生技术的 5G-TSN 解决方案打造了端到端的 5G-TSN 平台。该方案支持标准容器平台，包括基于容器的 5G gNB、5G 核心网网元(5GC)，以及 5G 商用终端(5G CPE)。相较于传统方案，该方案通过软硬件的协同优化与创新，可支持 5G-TSN 的端到端部署，实现小于 600ns 的同步精度和低至 10ms 的网络时延，为工业智能化、车联网等应用提供了 5G 确定性网16、络支撑。5图 2.5G-TSN 解决方案架构宏站 小站 核心网 SMF AMF UDM/UDR NEF PCF UPF NW-TT DS-TT 5G 模组 TSN 协议 TSN 网卡 SIB9 GGP PS S TSN AF CUC/CNC N3 N4 N6 N2 基站 N33 N5 N7 TSN 网卡 TSN 完整的端到端 5G-TSN 网络拓扑由 TSN 终端、DS-TT、基站、核心网和 TSN 服务端组成。以工业 PLC 这一常见的确定性业务为例，机械臂作为 TSN 终端，通过网线接入 DS-TT，接收来自运行在远端的 PLC 指令并执行；PLC 控制器运行在数据中心，通过 N6 接入核17、心网，为 TSN 端提供服务。基站和核心网为 TSN 提供了网络连接基础。DS-TT 和 NW-TT 是 5G 与 TSN 的融合点。NW-TT 位于 UPF 和 TSN 服务端之间，DS-TT 位于 TSN 终端与基站之间，提供 5G 入网和对 5G 流量的 TSN 协议处理。本方案中，优先开发了 DS-TT 和 NW-TT 的数据面功能，实现了 5G 与 TSN 跨域时钟传递与同步、QoS 协同、混流业务编排等 TSN 基础功能，为业界确定性业务的落地提供实践参考。表 2.DS-TT 与 NW-TT 功能支持DS-TT 功能支持NW-TT 功能支持 以太网 PDU 会话：支持 2 层 TS18、N 协议报文的传递 SIB 9：协议解析空口授时信令 双时间域处理：实现 5G 时间域与 TSN 时间域双时间域处理 802.1AS：TSN 域时钟同步 802.1Qbv：下行门控 802.1Qbu：基于优先级的帧抢占机制 双时间域处理：实现 5G 时间域与 TSN 时间域双时间域处理 TSN 流的 QoS 与 5GS QoS 之间的协同 802.1AS：TSN 域时钟同步 802.1Qbv：上行门控 802.1Qbu：基于优先级的帧抢占机制63.1 DS-TTDS-TT 位于 UE 端，一方面需要实现 TSN 网络与 5G 时钟的同步，网络侧 TSN 域时钟的同步，以及与 TSN 终端站的时19、间同步。另一方面，需要支持 IEEE 802.1Qbv、Qbu 调度转发机制，以满足多种类别流量对网络可用带宽和端到端时延的不同要求，采用时延关键类保证比特率(GBR,Guaranteed BitRate)来保障端到端的低时延。在本方案中，DS-TT 的软硬件架构如图 3 所示。其硬件部分包括报文时间戳处理、时钟系统、IEEE 802.1Qbu、IEEE 802.1Qbv 和硬件 B 码同步处理模块等，以及包含增强 I/O 的 CPU 芯片和 TSN 网卡芯片，能够为各种软件功能提供可靠支撑。其软件部分包括云原生运维管理、软件平台加速、协议栈开发、同步信号传递处理、TSN 网络管理等子系统。D20、S-TT 硬件部分搭载了英特尔 酷睿 处理器以及英特尔 以太网控制器 I225-LM。新一代英特尔 酷睿 处理器在具备强大通用计算与 AI 加速运算能力的同时，还拥有安全可靠、支持多操作系统、低功耗、散热设计容易等卓越优势。在英特尔时序协调计算技术和时间敏感网络技术的支持下，这款处理器能够提供满足多种应用场景需求的实时计算性能。英特尔 以太网控制器 I225-LM 在单个 MDI 端口上支持 2500BASE-T、1000BASE-T、100BASE-TX 网络，速度至高可达 2.5 GbE。图 3.DS-TT 软硬件架构5G 模组 X86 服务器（基于 DPDK）二层转发网卡 时间戳 时钟系21、统 IEEE 802.1Qbu 硬件同步处理模块 基于硬件的GCL 硬件模块 VPP 高性能 网络协议栈 二层网络 功能 IEEE 802.1AS/1588 协议栈 时间戳 时钟系统 IEEE 802.1Qbu 软件模块 VPP 代理 网络与业务编排 可添加功能 模块 时钟传递 数据转发 TSN 交换机 DSTT UE TSN 交换机 NWTT UPF PLC/控制系统 设备/IO 云原生运维管理使用容器完成对 DS-TT 的计算、存储和网络资源的管理。所有 TSN 协议处理进程均以容器形式运行在 DS-TT 硬件平台上；采用标准的云原生北向接口，实现从核心网侧对 DS-TT 远程批量管理和配22、置。容器化平台将 CPU、存储和网络抽象为容器实例，不仅为 TSN 网元提供稳定的运行环境，还能够灵活地根据业务负载动态调整资源分配，应对业务潮汐现象，实现节能减排；可启动多 TSN 网络副本，智能分配流量，实现 TSN 网元灰度升级。软件平台加速可通过 DPDK(Data Plane Development Kit)绕过传统操作系统的网络堆栈，直接在用户空间中处理数据包，从而大幅提升处理速度和性能。DS-TT 同时使用了 VPP 数据平面，以矢量处理的方式来处理网络数据包，这意味着它一次可以处理多个数据包，能够显著提高处理效率。7协议栈开发包括二层网络基本协议栈开发、TSN 网络协议栈开发等23、模块，其中二层网络基本协议栈开发支持广播包、组播包的二层转发等二层网桥的功能，以及 VLAN 功能与生成树协议；TSN 网络协议栈开发提供如下功能支持：网络拓扑发现，用于网络中相互发现并交互各自的系统及配置信息。IEEE 802.1AS/IEEE 1588 协议栈同步，包括：(g)PTP 协议封装、(g)PTP 协议解析、DS-TT 支持双时钟域、以及系统时钟与 B 码同步功能。IEEE 802.1Qbv 协议门控整形：包括基于硬件的 GCL 和 IEEE 802.1Qbv 协议栈。IEEE 802.1Qbu 提供基于优先级的帧抢占机制。同步信号传递处理搭载基于硬件的 B 码同步处理模块和支持24、 SIB9 高精度同步配置 5G 模组。5G 模组支持 5G 二层会话，使 TSN 域形成一个跨核心网的二层网络，满足工业数据传输要求；5G 模组基于 SIB9 协议，将时钟输出到 B 码解析模块。TSN 网络管理涵盖 TSN 网域管理和 5G 网域管理。其中，TSN 网域管理包括 TSN 管理接口与 TSN 网络管理；5G 网域管理支持 DS-TT 接入 5G 信令流程。DS-TT 可支持管理数据通过 5G 数据面进行传输，并从 5G 用户数据中识别出管理数据。图 4.5G-TSN 网关硬件图8图 5.NW-TT 软硬件架构TSN 交换机 X86 服务器（基于 DPDK）二层转发网卡 时间戳25、 时钟系统 IEEE 802.1Qbu 硬件同步 处理模块 基于硬件的GCL 硬件模块 IEEE 802.1AS/1588 协议栈 时间戳 时钟系统 IEEE 802.1Qbu 软件模块 VPP 代理 IEEE 802.1AS/1588 网络 N6 TSN 交换机 DSTT UE TSN 交换机 NWTT UPF PLC/控制系统 设备/IO 5G 时钟源 网络与业务编排 可添加功能 模块 3.2 NW-TTNW-TT 用于连接网络侧的 TSN 系统，构成 UPF 中的一个功能模块。UPF/NW-TT 从 TSN 网络中的 TSN GM 获取 TSN 时钟同步消息，之后将同步消息通过用户面转发26、给 UE/DS-TT，从而实现 UE/DS-TT 与 TSN GM 之间的时间同步。与 DS-TT 类似，NW-TT 也由软件平台加速、协议栈开发、同步信号传递处理、TSN 网络管理等子系统构成，功能实现可参考 DS-TT 中的功能模块。NW-TT 支持双网卡硬件时钟同步，可获取 5G 时钟与 TSN 时钟，同步信号处理模块会计算出本地时间与时间源之间的时间误差，利用该误差精确的调整本地时间，达到本地时间和时间源高精度同步的目的，并实现高精度 TSi/TSe。其同时支持 802.1AS 和 802.1Qbv，分别用于实现 TSN 域时钟同步和下行门控。NW-TT 集成在搭载第四代英特尔 至强 27、可扩展处理器与英特尔 以太网控制器 I225-LM 的服务器中，从而提供了强大的性能、灵活的网络控制、工业级的稳定性等优势的结合。第四代英特尔 至强 可扩展处理器针对高吞吐量和低延迟进行了优化，内置了数据包和信号处理、负载平衡和 AI 加速功能。技术实践白皮书5G-TSN 95G 模组 DS-TT Eth 高精度时间同步通道 TSe SIB9 数据通道 协议栈 IEEE802.1AS IEEE802.1Qbv IEEE802.1Qbu 双时钟域处理 B 码处理模块 二层网络转发 配置管理 5G GM TSi Keysight 5G 综测仪UXM UE 接入 SIB9 以太网 PDU 会话 NR28、 5G 时间域 Keysight TSN 测试仪 Novus Eth Eth PTP Master PTP Slave IEEE802.1AS IEEE802.1Qbv IEEE802.1Qbu TSN 流量 NW-TT TSi Eth 图 6.测试环境架构3.3 测试验证本白皮书采用 Keysight 综测仪 UXM 和 TSN 测试仪 Novus 测试了本方案在同步精度和时延等方面的表现，测试架构如图 6 所示。测试数据显示，本方案从 DS-TT 到 NW-TT 的同步精度小于 600ns，传输时延可低至 10ms2。3.4 实践成效通过在 5G-TSN 技术实现路径方面的协同探索和创新的29、软硬件技术，本白皮书为业界提供了可供参考、部署的 5G-TSN 解决方案，能够帮助用户在 5G 乃至 5G-A 时代充分利用 TSN 技术在低时延、确定性时延等方面的优势，支撑上层应用创新。本方案将有助于行业从以下几个方面深化 5G 应用：5G-TSN 解决方案可实现 600ns 的 TSN 同步精度和 10ms 时延3，显著低于未启用 TSN 技术的 5G 网络。通过高确定性的低时延 5G 网络，工业互联网等用户能够满足多态实时感知、精准控制等需求，为 5G 垂直应用场景的拓展夯实网络能力基础。构建了支持标准容器平台的端到端的 5G-TSN 解决方案，优先打通数据面功能。用户能够以此为参考，30、快速构建 5G 确定性网络能力，推动 5G 确定性网络在重点垂直行业的普及型应用。方案构建了容器化的标准 TSN 网络能力，可以灵活独立部署，具备广泛的兼容性，可敏捷适配其他厂商的标准协议栈，有助于促进 5G-TSN 生态发展，推动技术的持续创新。2,3数据援引自香港应用科技研究院的内部测试结果。英特尔并不控制或审计第三方数据。请您审查该内容，咨询其他来源，并确认提及数据是否准确。10四、应用场景5G-TSN 解决方案在工业互联网、车联网等领域有着广泛的应用前景，能够为用户提供确定性网络支持，加速数字化创新技术的落地。4.1 工业互联网在工业互联网场景下，有线网络存在移动性差、不灵活、在特殊和31、高风险环境中难以部署的问题，部署 5G 网络能够解决上述难题，且在移动性、可靠性、连接密度和吞吐量方面超越 4G 和 Wi-Fi 等现有工业无线技术。但传统的 5G 网络在确定性方面存在不足，可能会因为时延过高或时延波动，出现工业传感数据无法实时处理、工业控制精度不足等问题，难以满足工业互联网中的严苛要求。5G-TSN 解决方案可以满足行业互联网应用中低延迟和确定性、高可用性、同步精度和低抖动的要求，为智能制造、智能电网等许多工业互联网应用构建确定性通信的基础。以工业控制为例，5G-TSN 解决方案可以通过实时识别多个实时传感器数据，包括视频、声音、红外和激光雷达数据，并将其传输回数据中心进行32、安全检查，从而实现实时的设备控制及预警。在 PLC 和机器人精确控制等应用中，5G-TSN 解决方案能够提供确定性的消息传递，并且支持高精度的时间同步以确保相关控制业务在精确的时间帧中完成传输，从而实现精准、实时的控制。图 7.5G-TSN 解决方案在工业互联网中的典型用例GPS(5G GM)摄像头 机械臂 A 机械臂 B UE/DS-TT UE/DS-TT TSN 交换机 5G-TSN 网络 TSN 控制器(TSN CNC)gNB UPF/NW-TT N3 N6 视频监控 计算机 5G 网络时间 TSN 网络时间 实时业务 机器可视化（大带宽业务）5GC 机械臂控制器 114.2 车联网在车33、联网产业生态体系中，MEC 与 NR-V2X（基于 5G 设计的车联网无线通信技术）进行协同，以满足信息共享与分发、智慧交叉路口控制、交通协同调度等应用的需求。当多节点的感知数据（如激光雷达点云）通过无线回传到 MEC 进行融合时，各感知节点数据需要保持时空一致，当前的 5G 网络很难满足该需求。例如，在十字路口进行车路协同时，单个雷达无法即时识别到路口的全部细节，因此需要使用多个雷达，并需要同一个时刻接收到的雷达信息进行核对。如果时间没有对齐，车辆位置将会发生位移，雷达的点云图会也会因此偏移，导致无法精准识别路口信息，此时就需要通过 TSN 将点云图的数据进行时空融合。5G-TSN 解决方案34、可以降低网络端到端的时延，并保证时延的确定性，从而显著提升多感知节点数据融合的精度。数据显示，在启用 TSN 之后，车联网应用中雷达数据平均时延和时延波动可以得到有效降低，能够在 100ms 内完成雷达数据周期的处理。图 8.5G-TSN 网络可以实现高精度实时融合感知定位使用 TSN 未使用 TSN 有 TSN 时，白色点云图与红色点云图基本重合，公交车被识别 没有 TSN 时，白色点云图与红色点云图时刻 不一致，同一辆摩托车被识别为两个不同个体 12五、展望缩略语随着 5G 赋能千行百业数字化转型的深入，5G 专网在行业领域的应用正在从辅助生产的工厂级管理域网络，向融入生产的车间级/现场级35、生产域网络渗透，对确定性网络的需求越来越强烈和紧迫。结合当前 5G-TSN 产业链的成熟度和行业应用的需求迫切度，中国联通联合英特尔和香港应用科技研究院推出基于云原生的端到端轻量化 5G-TSN 解决方案，基于标准协议实现 5G-TSN 跨域精准时间同步与门控调度，并基于标准化接口实现对业务流的精确编排与调度，助力现阶段工业企业快速搭建 5G 确定性网络，赋能柔性制造、远程设备控制、设备协作、现场辅助组装、质量控制和安全监控等广泛的应用场景。后续，中国联通将基于 3GPP 标准分阶段持续推动 5G-TSN 技术实践：完善 5G TSC 能力注册与管理模块，5GC 必要功能升级，实现 5G 内生36、 TSN 确定性转发；实现业务流特征信息的传递，根据流特征协助 5G 空口传输，实现基于业务流特征信息的网业协同传输；5G 系统的授时功能与能力开放相结合，供行业应用调用；业务流调度管理及能力开放，深度融合行业应用。5G-TSN 的融合商用和规模化部署还依赖产业链的成熟，中国联通希望携手产业合作伙伴，进一步推进 5G-TSN 标准化解决方案，加强试验示范及产业化应用，赋能行业发展，加速工业智能化进程。3GPP3rd Generation Partnership Project第三代合作伙伴计划4G4th generation mobile networks第四代移动通信系统5G5th gene37、ration mobile networks第五代移动通信系统5G-A5G-Advanced5G 增强5GC5G Core5G 核心网AGVAutomated Guided Vehicle自动导引车CPECustomer Premises Equipment客户终端设备CPUCentral Processing Unit中央处理器DPDKData Plane Development Kit数据面开发工具套件DS-TTDevice-Side TSN Translator设备侧 TSN 转换器GBRGuaranteed Bit Rate保证比特率GCLGate Control List门控列表gN38、Bthe next Generation Node B下一代基站I/OInput/Output输入/输出IEEEInstitute of Electrical and Electronics Engineers电气和电子工程师学会MECMulti-access edge computing多接入边缘计算13实际性能受使用情况、配置和其他因素的差异影响。更多信息请见 www.I Radio-Vehicle to Everything基于 5G 设计的车联网无线通信技术NW-TTNetwork TSN Translator网络侧 TSN 转换器PDUProtocol Data Unit协议数据单元39、PLCProgrammable Logic Controller可编程逻辑控制器PLLPhase Locked Loop锁相环RCRate Estimation and Control速率估计和控制RTCReal Time Clock实时时钟SIBSystem Information Block系统信息模块SLAService-Level Agreement服务水平协议TSCTime-Sensitive Communication时间敏感通信TSi/TSeIngress Timestamping/egress Timestamping入口时间戳/出口时间戳TSNTime-Sensitive Network时间敏感网络TSN GMTSN Grand MasterTSN 主时钟UPFUser Plane Function用户面功能URLLCUltra-reliable and Low Latency Communications高可靠和低时延通信VLANVirtual Local Area Network虚拟局域网VPPVector Packet Processing向量包处理引擎Wi-FiWireless Fidelity无线保真
