引言

时间敏感型网络 (TSN) 是由电气和电子工程师学会 (IEEE) 定义的以太网扩展网络，旨在提高基于以太网的网络的确定性。汽车、工业和高性能音频等行业需要与多种网络设备进行实时通信，因此将受益于 TSN 标准。

使用以太网和无线以太网通信的客户和企业都追求高带宽。例如，上网时，视频开始播放之前会有不同程度的延迟。虽然大家都想要快速交互，但是对于普通用户而言，如果 100 次点击中有 1 次延迟，是可以接受的。但是，如果视频质量差或甚至出现卡顿，消费者通常会懊恼。

汽车、生产线或音乐厅等设施的控制系统偶尔出现延迟也是令人无法接受的。这类系统最重要的特征在于延迟和抖动或通过网络控制数据延迟的变化。网络通信周期或控制频率是指数据包到达系统目的地所花费的最长时间。

表 1 概述了某些应用示例的网络参数。网络规模和拓扑有时是固定的（针对特定应用而言），有时是可更改的。在数据包通过网络的节点数和路由方面，

互联网提供了一个反面示例。通过互联网重复传递数据包时，存在几秒钟的延迟，且抖动非常高。

相比之下，确定的实时以太网通信通常会限制连接到网络的设备数量。以机床这种嵌入式产品为例，通过以太网连接到单个控制硬件的电机数量少于 100 台。每隔 250µs 更换新的电机控制参数。确定的实时以太网具有周期短和时钟分配精度高的特性，适用于这种固定的预制式装备。

在现代工厂中，使用实时以太网全面连接生产系统。图 1 显示了生产单元中的各种控制系统。

时间敏感型网络是一种密钥技术，可用于实时连接各种控制系统。

控制系统对规模、周期时间和准确性要求各不相同，但均采用相同的通信接口以确定性地进行数据传输。控制系统内部部署了多个传感器和执行器。可直接连接到实时以太网，也可使用串行点对点连接方式与实时以太网中的集中器相连。TSN 具有确定的网络性能，非常适用于生产车间中的“现场”应用。

工业控制网络连接至多个传感器和执行器，是 TSN 网络配置面临的主要挑战之一。

TSN 能够对流进行分类并打上标签，从而在网络中进行确定性传输。理想情况下，一个融合网络在一个 TSN 域中可托管多种流类别，从运动控制到流量再到云不等。但是回答网络工程问题之前，用户需要先了解 TSN 基础功能。