2023-07-11-工业互联网产业联盟-TSN网络控制系统白皮书（2022年）_52页_16mb

TSN网络控制系统白皮书总结

一、TSN网络控制系统内涵

TSN（时间敏感网络）控制系统是一种对网络本身的管理，负责TSN网络的资源管理、流量调度和运维监控，支持纯TSN网络与混合组网模式。其主要作用是为工业互联网等场景提供高带宽、低延时、低抖动的通信能力，推动工业OT与IT融合。

当前网络控制系统主要包括三类：

1. 传统网络控制系统：如OpenDaylight和ONOS，以SDN架构为核心；
2. 工业组态软件：占市场主流，但国内产品多集中于中低端市场；
3. TSN网络控制系统：融合SDN与TSN，采用集中式配置模型，具备全局管控能力。

二、TSN网络控制系统技术体系

1. 标准态势

• 国际标准：包括IEEE 802.1Qcc等核心标准，涵盖时间同步、流量调度等方向，目前正推进控制面与SDN融合的标准化。
• 国内动态：国内主要遵循IEEE标准，产业以名录计划推动产品评测与应用落地。

2. 关键技术原理

（1）参考架构

采用集中式配置模型，包含：

• CUC（用户配置模块）：通过OPC UA、MQTT等方式感知用户需求；
• CNC（网络配置模块）：通过北向RESTCONF、南向NETCONF/SNMP实现网络配置。

（2）核心技术

• 流资源预约协议SRP：动态预留网络资源；
• 调度算法：包括严格优先级算法（SP）、CBS、CQF等；
• 可靠性和安全性：提供分布式部署机制和身份认证、数据加密等服务；

（3）扩展性与融合

• 跨域分层：通过分层架构减少计算压力，支持大规模组网；
• TSN与5G融合：研究联合调度机制，满足工业控制、车联网等场景需求。

三、应用场景

1. 工业控制：支持工业以太网取代传统总线，实现控制数据与信息流量共网传输。
2. 智能网联汽车：车载以太网支持高带宽、低延时通信，适用于自动驾驶和智能座舱。
3. 电力厂站：提升变电站网络可控性，解决多设备通信需求及安全性问题。
4. 航空航天：支持卫星网络及飞机内部网络的高可靠、确定性通信。

四、产业发展对策与趋势展望

1. 发展对策

• 政策支持：推动TSN控制系统在智能网联汽车、工业互联网等领域的应用试点；
• 标准引领：完善国内标准体系，积极参与国际标准制定；

2. 趋势展望

• 互操作性：增强多厂商设备与业务的兼容性；
• 轻量化：适配垂直行业快速部署需求；
• 行业融合：加强与工业软件集成，推进IT/OT融合；
• 智能化应用：加快典型应用试点，扩大行业覆盖。