TSN协议在EtherNet/IP系统中的应用解析

"02 Time Sensitive Network Protocols and use in EtherNetIP Systems - 副本.pdf" 是一份在2015年ODVA行业会议中由Schneider Electric的Ethernet Architect George A. Ditzel III和Cisco Systems Inc.的Paul Didier共同呈现的报告。该文档深入探讨了时间敏感网络（TSN）协议及其在EtherNet/IP系统中的应用。它涵盖了TSN的起源、目标、应用场景以及一系列关键的IEEE 802.1 TSN工作组和相关标准。 1. **TSN的起源与目标**: TSN起源于对工业自动化、音频视频流媒体和汽车网络等领域中需要精确时间同步和低延迟传输的需求。其目标是建立一个通用的以太网基础设施，提供确定性的服务质量，确保关键数据能在预定义的时间内准确无误地传输。 2. **应用场景**: TSN被设计用于那些需要严格时间控制和高可靠性的情景，如自动化生产线、智能交通系统、远程医疗、音乐会直播等。这些应用需要网络能够同时处理实时和非实时的数据流，并确保它们不会相互干扰。 3. **IEEE 802.1 TSN工作组及相关标准**: - **TSN基础：音频视频桥接（AVB）**：AVB是TSN的核心部分，旨在确保音视频数据流在网络中的无缝传输，保持高质量和低延迟。 - **IEEE 802.1AS-REV和IEEE 1588 - 网络时间同步**：这些标准提供了精确的时间同步机制，对于需要精确时间戳的应用至关重要。 - **IEEE 802.1Qbv - 时间感知流量整形**：该协议允许网络动态调整带宽分配，确保关键数据包的优先级和定时。 - **IEEE 802.1Qbu & IEEE 802.3br - 帧预emption和交错快速流量**：这两个标准通过预emption技术减少延迟，确保紧急数据能快速通过网络。 - **IEEE 802.1Qcc - 流量预留协议（SRP）增强**：SRP用于预定网络资源，确保特定流量的带宽需求得到满足。 - **IEEE 802.1Qca - 路径控制和冗余（无缝）**：此协议提供了一种路径管理方式，保证了网络的冗余性和恢复能力。 - **IEEE 802.1Qci - 时间基础的入站策略**：这个标准用于限制网络入口处的流量，确保符合时间敏感性要求的数据包优先处理。 4. **TSN系统**: TSN系统由多个组件组成，包括中央用户配置器（CUC）、集中式网络配置器（CNC）和其他TSN启用的网络元素。这些组件协同工作，确保整个系统的配置和管理满足时间敏感性需求。 这份报告详尽地阐述了TSN协议的各个方面，不仅揭示了TSN如何解决传统以太网的不确定性和延迟问题，还展示了它在 EtherNet/IP 系统中的潜力，为实现更高效、可靠的实时通信提供了可能。