无线TSN如何成为创新的共同基础

无线TSN见解

• 无线时间敏感网络(WTSN)提供了许多优点，例如灵活部署、移动性和可重构性，随着操作变得更加移动，这些优点在制造环境中至关重要。
• 在涉及身份验证、完整性、机密性等方面，WTSN应用程序必须遵守严格的安全最佳实践。这是必要的，因为现代制造设备通常具有内置的互联网功能，或者传统设备具有互联网连接。

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Wi-Fi和5G的最新进展已经明确表明，无线网络能够支持时间敏感网络(TSN)级性能。福利无线TSN (WTSN)在工业自动化中的应用包括灵活部署、降低维护成本、可重构性和移动性。

在接下来的几年里，我们可以预期WTSN基础设施将加速应用于闭环控制、工业机器人、自动制导车辆和其他工业应用。WTSN是使工业4.0实现更加灵活和高效的关键使能技术。

虽然WTSN功能即将进入工业网络，但它们不会立即全部推出，也不会达到与有线网络完全相同的关键性能指标(kpi)。

Avnu联盟是一个向有兴趣推进基于tsn的开放标准部署的组织开放的社区，发布了一份白皮书，概述了WTSN应用的关键性能指标(kpi)，包括工业机器人和闭环控制，以及实时事件和AV/VR系统的实时媒体传输。白皮书着重于时间同步、有限延迟、可靠性、安全性和容量，概述了WTSN应用的最关键方面，并确定了代表整体市场预期的广泛需求。

对无线时间敏感网络市场的共同期望

当我们研究不同行业的市场期望时，出现了一个非常有趣的主题:尽管典型服务领域范围广泛，流量概况也多种多样，但工业应用程序的kpi与其他高优先级WTSN应用程序的kpi大致相似。

WTSN应用程序还应遵循行业推荐的安全最佳实践，包括身份验证、完整性、机密性、可用性和对潜在干扰或攻击的弹性。

不同市场的许多无线应用都可以满足约1µ秒的时间同步精度要求，这在当前5G和Wi-Fi网络的能力范围内:IEEE 802。AS时钟同步支持IEEE 802.11 Wi-Fi标准当前版本，支持3GPP Rel 16。

无线应用程序的有限延迟要求通常为10毫秒或更短，这使得流量成为WTSN的另一个高优先级特性。TSN流量整形由IEEE 802.1Qbv (Time-aware shaper)标准支持。IEEE 802.1Qbv定义了一组定时门来控制TSN网桥上与多个流类相关联的队列。它提供可预测的数据交付性能，这在工业用例中是至关重要的。IEEE 802.1Qbv可与Wi-Fi 6/6E和5G系统中可用的最新Wi-Fi调度功能结合使用。

所有高优先级WTSN用例的可靠性要求都远远超过一般的消费者或工作场所网络应用程序。在工业应用常见的时间和安全关键场景中，可靠性可以通过IEEE 802.1CB帧复制和消除可靠性(FRER)标准．FRER采用多路径数据复制，减少单个设备/链路故障的影响。FRER对MAC/PHY网络层是透明的，因此它可以在5G或Wi-Fi无线网络上运行，尽管不同的系统类型实现可能有所不同。

跨行业的WTSN应用具有共同点，这意味着这些类似的基本需求意味着硅和器件制造商有更大的可寻址市场，加快了行业创新的步伐。这也意味着WTSN网络可以支持多种不同的流量类型。这可能是未来:具有多种流量类型和类别的融合工业网络，包括有线和无线、时间敏感和时间弹性、可靠和容错应用。

混合临界工业网络，有线和无线

融合网络将允许不同的数据流量在同一物理网络上共存，跨越有线和无线介质。真正的融合将能够在同一条线路上管理多种流量类型，从而实现更高效的基础设施和网络管理。这是可取的，但并不简单。融合网络将需要交换不同类别的流量，以及不同流量类型和设备的共存，所有这些都由IT、OT和媒体专业人员管理。

插件，验证有线，无线TSN互操作性的演示

Avnu Alliance插件、演示和测试计划有助于验证有线和无线TSN设备的性能和互操作性。在德国斯图加特举行的第8届TSN/A年度会议期间，Avnu在其展台上举办了IEEE 802.1AS和IEEE 802.1Qbv的TSN测试演示。这些测试是在Avnu Express测试工具和Keysight的新TSN测试工具上进行的。演示将包括有线和无线TSN测试。

Avnu联盟还将于今年11月在慕尼黑举行的2022年无线大会上介绍WTSN互操作性测试和与有线TSN的集成。这些活动有助于教授如何构建、配置和验证有线和无线TSN系统。我们也鼓励芯片供应商、网络基础设施提供商和设备制造商加入Avnu联盟，加入可验证的TSN工具箱。

马丁Gubow， TSN项目经理，Keysight技术．由网页内容经理克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

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关键词:TSN，时间敏感网络，无线网络

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