【中国联通】2024年5G-TSN技术发展白皮书_29页_1mb

中国联通5G-TSN技术发展白皮书总结

核心内容

中国联通发布《5G-TSN技术发展白皮书》，旨在推动5G与时间敏感网络（TSN）的融合，解决工业互联网、车联网等时延敏感型应用场景的网络确定性需求。白皮书提出了一种基于云原生技术的端到端5G-TSN解决方案，支持标准容器平台，具备低时延、高同步精度和灵活部署能力，为5G-TSN的产业化和商用落地提供了实践参考。

主要观点

• 5G-TSN的定义与优势
  5G-TSN是5G网络与TSN技术的融合，能够实现跨域精准时间同步与门控调度，提供传输时延、抖动、丢包率、可靠性等SLA指标的确定性通信服务，适用于工业控制、远程设备管理、智能交通等高要求场景。

• TSN标准与产业基础
  TSN技术依托IEEE标准，如IEEE802.1AS、IEEE802.1Qbv、IEEE802.1Qbu等，实现时间同步、流量调度、帧抢占等功能。目前，TSN芯片、交换机等设备已逐步成熟，成为构建TSN网络的关键组件。

• 5G-TSN标准化演进
  3GPP在R16、R17、R18版本中逐步引入5G-TSN功能，包括5G内生确定性通信、广域网和三层网络确定性等，使5G-TSN能够满足更多复杂场景的需求。

• 5G-TSN发展挑战
  当前5G-TSN面临协议复杂、部署门槛高、成本大等问题。需要全面升级5G网络、优化混合流业务编排、提升5G与TSN协同能力，并对DS-TT和NW-TT的算力提出更高要求。

• 基于云原生的解决方案
  中国联通联合英特尔、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，支持标准容器平台，具备高同步精度（<600ns）和低时延（<10ms）特性，满足工业智能化和车联网等场景需求。

关键信息

5G-TSN解决方案架构

• DS-TT（设备侧TSN转换器）
  位于UE端，实现5G与TSN时钟同步、支持IEEE802.1Qbv和IEEE802.1Qbu协议，确保数据的低时延和高可靠传输。

• NW-TT（网络侧TSN转换器）
  位于UPF与TSN服务端之间，负责同步信号处理、时间同步、门控调度等功能，实现5G与TSN的跨域协同。

• 技术特点

  • 支持标准容器平台，包括5G gNB、5GC、5GC CPE等。
  • 采用云原生运维管理，实现远程批量管理和动态资源调度。
  • 通过DPDK和VPP技术提升数据处理效率。
  • 实现双时间域处理（5G与TSN），提升同步精度和时延控制能力。

测试与实践成效

• 测试验证
  使用Keysight UXM和Novus TSN测试仪进行测试，结果显示DS-TT到NW-TT的同步精度<600ns，传输时延低至10ms。

• 实践应用

  • 工业互联网：支持工业PLC、机器人等设备的确定性通信，满足实时控制、安全监控等需求。
  • 车联网：提升多感知节点数据融合精度，实现高精度时空同步，支持车路协同、交通调度等场景。

应用场景

• 工业互联网
  5G-TSN能够解决有线网络的移动性差、部署难等问题，支持工业控制、柔性生产、设备协作等场景，提供高精度、低抖动的确定性通信服务。

• 车联网
  通过TSN实现多节点雷达数据的时空同步，提升数据融合精度，支持智慧交叉路口、交通协同调度等应用。

展望与目标

• 中国联通将持续推动5G-TSN标准化解决方案，结合3GPP标准分阶段完善技术实践，包括：

  • 完善5GTSC能力注册与管理模块。
  • 实现5GC必要功能升级，支持5G内生TSN确定性转发。
  • 优化业务流特征信息传递，实现基于业务流的网业协同传输。
  • 授时功能开放，支持行业应用调用。
  • 实现业务流调度管理及能力开放，推动5G-TSN与行业应用深度融合。

• 产业化目标
  中国联通希望通过与产业合作伙伴的协作，推动5G-TSN的规模化部署，加速工业智能化进程，赋能行业数字化转型。

缩略语