工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將給制造行業(yè)帶來技術(shù)革命，各工業(yè)強(qiáng)國都已將其納入國家發(fā)展戰(zhàn)略。德國政府 在 2011 年推出的《高技術(shù)戰(zhàn)略》率先推出“工業(yè) 4.0”，并在 2013 年的漢諾威工業(yè)博覽會上正式 推出；同年，美國通用電氣（GE）提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念，受到世界各國廣泛關(guān)注。在我國制定的“中 國制造 2025”、“新基建” 和“互聯(lián)網(wǎng) +”等重大戰(zhàn)略中，均明確提出要加快和完善工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 的發(fā)展。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物的互聯(lián)，通過傳感器對工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行實(shí)時感知，借助大數(shù) 據(jù)分析技術(shù)對各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確有效的控制，從而提高生產(chǎn)效率。隨著我國將推動制造業(yè)高端化、智 能化、綠色化的宏偉目標(biāo)列入“十四五”規(guī)劃，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)得到了前所未有的發(fā)展。時間敏感網(wǎng) 絡(luò)（Time Sensitive Network, TSN）作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，能夠?yàn)楦魃a(chǎn)要素之間信息傳 遞提供實(shí)時性確定性保障，也因此越來越受到重視。時間敏感網(wǎng)絡(luò) TSN 的前身是音視頻橋接技術(shù) （Audio Video Bridging，AVB），包括流預(yù)留協(xié)議（Stream Reservation Protocol，SRP）、時間敏感應(yīng) 用的時序和同步（IEEE 802.1AS）以及時間敏感流的轉(zhuǎn)發(fā)和排隊(duì)增強(qiáng)（IEEE 802.1Qav）等，通過增 強(qiáng)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)提高音視頻傳輸?shù)膶?shí)時性。2012 年，AVB 工作組正式更名為 TSN。從之前的音視頻 領(lǐng)域逐漸擴(kuò)展到車載以太網(wǎng)領(lǐng)域、工業(yè)控制領(lǐng)域甚至本文中的航空航天領(lǐng)域。TSN 的核心思想是提 出可互操作的系統(tǒng)，并支持多個制造商、協(xié)議和機(jī)構(gòu)在同一個網(wǎng)絡(luò)上共享，而數(shù)據(jù)使用相同的程序 邏輯進(jìn)行分析。TSN 作為二層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得越來越多的公司可以利用此結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn) OT（Operational Technology）和 IT（Information Technology）的集成。

（二）項(xiàng)目簡介

TSN 技術(shù)的研究基于網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)，先后得到了工業(yè)界和政府部門的連續(xù)多年的課題支持。目前我們已經(jīng)掌握核心關(guān)鍵技術(shù)，基于 FPGA、嵌入式系統(tǒng)和軟件，研究并建立了如下原型驗(yàn)證系統(tǒng)： 

1. 基于 TSN 的交換系統(tǒng) 

支持 4~16 個 1G/10G 以太網(wǎng)接口（光電），流量調(diào)度和整形，門控調(diào)度、逐流過濾、門控和測量；802.1AS 時鐘同步，主從同步精度達(dá)到 30~50ns，SyncE 和外部鎖相環(huán)支持下可達(dá)到 1~2ns

2. 基于 TSN 的終端系統(tǒng)

1G/10G 以太網(wǎng)接口（光電），硬件和協(xié)議棧業(yè)務(wù)接口，終端流量調(diào)度和整形，門控調(diào)度、逐流過濾、 門控和測量；與交換機(jī)匹配的 802.1AS 時鐘同步 

3. TSN 協(xié)議分析與測量工具原型

TSN 流量發(fā)生器、部分協(xié)議測試原型（持續(xù)研究開發(fā)中）、TSN 流量 TAP 等 

4. TSN 業(yè)務(wù)調(diào)度算法和調(diào)度軟件原型

（三）關(guān)鍵技術(shù)