工业互联网产业联盟-车载时间敏感网络（TSN）白皮书-48页_1mb

车载时间敏感网络（TSN）白皮书（2020年）分析总结

时间敏感网络（TSN）是基于标准以太网技术，在数据链路层提供网络QoS保障机制（如时钟同步、门控队列、帧抢占等），用于高等级自动驾驶场景的下一代车载网络通信技术，已成为学术界和产业界研究热点。

一、车载网络内涵

1. 定义与现状
   车载网络连接车内ECU等电子设备，当前主流总线包括CAN、LIN、MOST、FlexRay、LVDS等。CAN总线市场份额最大，但带宽不足（原1Mbps，后升级至12Mbps）；新总线如BroadR-Reach、汽车以太网（100BASE-T1或50Gbps光纤需求）等逐步发展以实现更高速通信和布线简化。

2. 发展趋势
   带宽需求增长、多域协同、EMI/EMC合规和可靠通信是推动以太网技术演进的核心方向。

二、车载时间敏感网络技术体系

1. 核心标准与机制

   • 时间同步：IEEE1588v2或IEEE8021AS-Rev用于确保多传感器数据融合的一致性。
   • 流量调度：支持多种调度机制，如CBS（连续周期调度）、TAS（门控调度）、CQF（周期奇偶调度）和ATS（令牌桶控制机制），满足不同业务质量的QoS需求。
   • 高可靠保障：通过报文复制与丢弃技术提升可靠性。
   • 配置管理：集中式配置更适用于大型车载网络。

2. 与DDS/SDN/无线融合
   DDS提供应用层QoS映射至TSN，SDN通过控制器实现动态流量管理，未来与4G/5G协同部署以支持实时无线通信，推进未来交通场景应用。

三、产业发展态势

1. 生态建设
   工业互联网产业联盟（AII）等行业组织牵头研制TSN标准目录，我国牵头交换机、芯片等领域发展方向，加速硬件产品化。

2. 与汽车产业深度融合
   自动驾驶引入多功能融合计算平台，推动“C/C”计算通信架构；传统EE架构正走向域集中式设计，ICT公司将作为车载通信提供商进入供应链。

四、典型应用场景及展望

1. 面向自动驾驶网络架构

   • 自动驾驶域内：利用环网架构提升可靠性和实时处理能力；
   • 域控制器间骨干网：适配集中部署系统的高带宽通信需求。

2. 政策与未来展望
   美欧日等国持续推进自动驾驶立法与标准；我国通过《汽车驾驶自动化分级》标准推动联网技术发展，建议基于中央计算与分布式架构的TSN参考框架，实现“弯道超车”。

时间敏感网络作为实现高标准自动化道路车辆的使能技术，已进入产业化加速阶段，注重参与层级（主机厂、ICT等）和标准建立将成为未来竞争重点。