面向工业互联网的确定性网络协同技术白皮书（2024年）_46页_1mb

面向工业互联网的确定性网络协同技术白皮书（2024年）由工业互联网产业联盟与中国移动研究院牵头编写，旨在分析确定性网络技术协同需求，为后续标准制定提供参考。报告涵盖范围、术语、标准化进展、技术问题、协同框架及发展建议等内容。

报告指出，传统网络“尽力而为”服务已无法满足工业互联网对时延、抖动等性能的严格需求。工业场景如运动控制需毫秒级时延，电力差动保护需微秒级时延保障，其他如游戏、视频业务也要求时延控制在数十毫秒以内。为应对这一需求，多个标准化组织已开展标准制定工作，包括IEEE时间敏感网络（TSN）、IETF确定性网络（DetNet）、3GPP 5G+TSN/5G+DetNet及CCSA确定性网络相关标准。

IEEE TSN标准自2006年启动，主要面向二层网络，包含时间同步、低时延、可靠性及资源管理机制，当前已发布多项核心标准。IETF DetNet工作组自2015年成立以来，致力于解决IP网络层的确定性问题，提出多域参考模型，已发布18项标准，涵盖架构、数据面、安全机制等。3GPP从R16版本开始引入TSN机制，通过5G与TSN融合实现端到端确定性，R18版本进一步支持跨域协同。CCSA自2018年起推动确定性网络行业标准制定，涉及电信网络架构、业务分类分级、IP转发技术等方向。

确定性网络面临的核心问题包括单域和跨域时延保障。单跳时延由传播时延和节点内时延组成，传播时延在稳定拓扑中变化有限，节点内时延则受排队机制影响较大。端到端跨域时延需协调多个网络域，现有技术集中于单跳处理，缺乏全局协同机制。为此，报告提出端到端协同框架，分为横向跨域协同与纵向功能平面协同两部分。横向协同需跨域资源分配与时间片协商，纵向协同涉及数据、控制、管理面的联动，如资源预留、路径计算及流聚合策略。

关键技术部分提出现场网与车间网协同方案，通过TSN交换机实现时钟同步、资源预留等，适用于工业自动化场景。工厂内网与外网协同依赖DetNet技术，通过DIP（确定性IP）解决跨域时延抖动问题，支持远程手术、VR等应用。移动网与承载网协同需整合5G前传网络与TSN机制，结合SDN/NFV实现智能时间同步及统一路由规划。增强技术EDN通过资源与路由协同，抽象确定性链路资源，构建分级SLA服务，解决传统路由仅关注可达性、缺乏时延保障的问题。

发展建议强调需深化场景分类与技术分级，明确应用需求与网络能力映射关系，推动网络与计算确定性技术融合。当前业界对协同技术研究尚处于初级阶段，标准化体系不完善，需加强跨域协调机制、资源管理及运维能力，以支撑工业互联网的实时性与可靠性需求。报告呼吁产学研界合作，完善标准体系，解决可扩展性、多域协同等技术瓶颈。