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1、5G和TSN结合是将来智能工厂的需求导语：从前述的相关文章中我们知道，5GURLLC功能提供了与TSN功能的良好匹配，因此，在实际应用中，我们可以将这两项关键技术进展整合和集成，以提供端到端确实定性连接。从前述的相关文章中我们知道，5GURLLC功能提供了与TSN功能的良好匹配，因此，在实际应用中，我们可以将这两项关键技术进展整合和集成，以提供端到端确实定性连接。例如在领域，我们可以在输入/输出I/O设备之间以及设备与云端的边沿控制器之间传送数据和指令。这种整合和集成不仅仅包括对必要的根本桥接功能的支持，还包括5G对TSN附加组件的支持。通过上图，我们可以看出，由5G构成的那局部网络，在整个网
2、络中是作为一组TSN桥的形式出现的如下图，一个用户面功能UPF一个虚拟桥，在这个5G网络内部包括TSN转换程序TT的功能，这一功能使5G在用户面和控制面都可以适用于TSN。而对于整个网络而言，其他TSN桥接网络也可以将这个5G网络也看作一个TSN桥接网络，其内部经过是被隐藏的。5G通过TT功能提供TSN桥接网络的输入输出端口操纵，例如，TT功能支持保持和转发功能以消除抖动。上图使用了带有两个PDU会话的两个用户设备UE例如来讲明这一功能，这两个PDU会话支持两个相关的TSN流以实现冗余。但是在实际使用中，可能只使用了一个具备双连接功能的物理设备，该设备在5GRAN中连接了两个PDU会话。图中的
3、例如讲明了5G连接终端和桥接网络的情况；同样的，5G系统也可以连接桥接网络。5G系统支持控制和治理工业网络所需的LLDP功能，例如拓扑发现和5G虚拟网桥等功能。同时，5G系统还需要适应桥接网络中使用的环路防止方法，该方法可以完全由SDN控制，而无需LLDP以外的任何分布式协议。5G支持时间敏感网络通过在TSN和5G域上应用FRER，可以提供端到端的超可靠性，这要求两个域上FRER端点之间的途径不相交，如上图所示。在以上例如中，我们可以看到，5G用户设备UE配置为建立两个PDU会话，这两个会话在5G网络用户面上是冗余的。3GPP的机制涉及到对CN和RAN节点UPF和5G基站gNB的选择，以使两个
4、PDU会话的用户面途径不相交。RAN可以使用双连接特性来提供不相交的用户面途径，在这种情况下，单个UE可以通过两个RAN节点在空中接口发送和接收数据。对于装备多个UE的设备，也可以使用其他冗余包括UE冗余，FRER端点在5G系统之外，这意味着5G系统不需要自己指定FRER功能。而且，逻辑构造并不限制施行方案，包括使用同一个物理设备作为终端站和UE。对于TSN来讲，只有当资源治理为沿整个途径的每个跃点分配网络资源时，才能知足TSN流的要求。与TSN配置802.1Qcc相一致，这也是通过5G系统和集中式网络配置CNC之间的交互来实现的请参见上图。5G系统和集中式网络配置之间的接口允许后者学习5G虚
5、拟网桥的特性，并允许5G系统根据从集中式网络配置接收的信息建立具有特定参数的连接。有限的延迟时间需要来自5G系统的延迟时间一定是确定的，就像TSN和5G域上的QoS校正一样。需要留意的是，5G系统可以在组件之间提供直接的无线跃点，否那么这些跃点那么需要通过传统工业有线网络中的多个跃点进展连接。无论怎样，对于5G来讲最重要的因素是需要提供确定性的延迟时间，只有这样，集中式网络配置CNC可以发现和利用5G系统所支持的TSN功能。在5G虚拟网桥充当TSN网桥时，5GS会根据流量整形802.1Qbv模拟时控分组传送。对于5G控制面而言，5G系统应用功能AF中的TT从CNC接收TSN流量种别的传输时间信
6、息。在5G用户面中，UE的TT和UPF的TT可以相应地调节基于时间的分组传输。TT内部细节还需要3GPP来规定。例如，每个流量种别的播控去抖动缓冲区可以是一种解决方案。AF和策略控制功能PCF那么将不同的TSN流量种别映射到不同的5GQoS标识符5QI，作为两个域之间QoS校正的一局部，并根据其QoS要求对不同的5QI进展处理。时间同步时间同步是所有挪动数据网络中的关键组成局部上图中蓝色的5G系统时钟所示。在5G-TSN混合的工业网络中提供时间同步是完全全新的方法，在大多数情况下，无论TSN桥接网络是否将其用于内部操纵，最终设备都需要一个参考时间，并且，假如其他网桥也使用基于时间的TSN功能例
7、如流量整形802.1Qbv，那么，它们也需要参考时间。上图中蓝色时钟说明网桥和终端站都是时间同步的。从之前的文章中，我们可以知道，在实际使用中，基于TSN的工业自动化系统往往使用IEEE802.3AS所定义的广义的准确时钟同步系统gPTP作为默认的时间同步解决方案，因此5G系统需要与所连接的TSN网络的gPTP互通。这时，5G系统可以作为虚拟的gPTP时间感悟系统，并支持通过5G用户面TT在终端站和网桥之间转发gPTP时间同步信息，并且还考虑了在时间同步经过中5G系统的停留时间。在一些特殊的情况下，5G系统时钟可以充当主时钟时，不仅为5G提供参考时间，而且还为整个系统中的其他设备包括连接的TS
8、N桥和终端站提供参考时间。对于分布范围广泛的网络系统而言，目前我国的北斗系统已经可以提供纳米级别的时间同步，相信将来这也不失为工业网络系统时间同步的一个方式。总体而言，当前已经完成和将来即将完成的5G标准解决了5G-TSN集成所需的关键方面。5G和TSN的结合是将来智能工厂的需求5G和时间敏感网络TSN相结合可以知足工业4.0的苛刻的网络要求。5G-TSN集成也是将来工业网络应用重要的议题之一。我们从以上的介绍中可以看出，5G和TSN的结合极其合适智能工厂，由于这二者都具有高可靠性和低延迟性。也就是讲，在将来的实际使用中必将会将两种技术集成并应用，为用户提供端到端的网络解决方案，以知足工业需求。通过无线5G和有线TSN域而集成的时间同步为工业网络点对点的传输应用提供了参考时间。5G还集成了工业应用中使用的TSN工具，并提供超可靠的低延时特性。5G和TSN网段在不相交的转发途径可以保证端到端传输的超可靠性和高可用性。因此，我们可以讲，从根本上讲，5G和TSN包括工业自动化场景中的结合应用所需的关键技术，并且具有极高的可用性。CC-LinkIETSN在追随无线技术和时间敏感网络的开展上，也将步步紧趋，目前也正积极介入无线技术的探究与研究，或者将在不久推出了相关无线模块，随着挪动网络对于超低延时性的进一步支持，必定也将逐步跟随智能工厂工业网络的脚步而不断完善。0