1、 TSNTSN 网络控制系统白皮书网络控制系统白皮书 (2022022 2 年)年)工业互联网产业联盟(工业互联网产业联盟(AII)2023 年年 6 月月 声声 明明 本报告所载的材料和信息,包括但不限于文本、图片、数据、观点、建议,不构成法律建议,也不应替代律师意见。本报告所有材料或内容的知识产权归工业互联网产业联盟所有(注明是引自其他方的内容除外),并受法律保护。如需转载,需联系本联盟并获得授权许可。未经授权许可,任何人不得将报告的全部或部分内容以发布、转载、汇编、转让、出售等方式使用,不得将报告的全部或部分内容通过网络方式传播,不得在任何公开场合使用报告内相关描述及相关数据图表。违反上
2、述声明者,本联盟将追究其相关法律责任。工业互联网产业联盟 联系电话:010-62305887 邮箱: 时间敏感网络(TSN)作为助力工业互联网实现的关键技术体系,提供了高带宽、低延时、低抖动和高可靠性的通信联网能力,制定一系列标准协议簇支持工业网络和以太网高度融合。但当前在产业应用方面,时间敏感网络还存在协议体系复杂,使用困难的突出问题。时间敏感网络网络控制系统的主要任务就是能够自动化的、智能化的管理控制该网络,保障具体的实现标准协议的技术体系能够高效协调运作,为实际的工业网络使用人员提供一套简单易用,高效可前前言言靠的工具。时间敏感网络网络控制系统白皮书以网络控制系统的内涵出发,从标准、技术
3、体系、参考架构、系统原理和应用场景及案例等方面进行了较为系统性的梳理和阐述,期待为时间敏感网络进入行业应用,加速产业发展提供一定的启示作用。时间敏感网络可以应用的产业众多,技术发展日新月异,该控制系统白皮书将会根据业界意见和最新技术、产业信息进行及时的更新和补充。编写组成员(排名不分先后):朱海龙、黄韬、汪硕、张恒升、朱瑾瑜、张华宇、赵荣渟、彭开来、刘赞、许文雨、吴晓佳、刘勇、池颖英、郑哲、王连忠、熊伟、徐龙、李栋、李研、何非、闵爱佳、白钰、杨冬、李宗辉、全巍、魏亮、程远、朱明星、朱浩、薛强、卢华、邱铁、王红春 牵头编写单位:北京邮电大学 中国信息通信研究院 网络通信与安全紫金山实验室 参与编
4、写单位:新华三技术有限公司北京智芯微电子科技有限公司深圳市三旺通信股份有限公司中国科学院沈阳自动化所联通数字科技有限公司中国联通物联网研究院北京交通大学国防科技大学江苏省未来网络创新研究院东土科技航天新通科技有限公司中国工业互联网研究院广东省新一代通信与网络创新研究院 天津大学西安云维智联科技有限公司工业互联网产业联盟公众号 目目 录录 一一、TSN 网络控制系统内涵网络控制系统内涵.1(一)网络控制系统定义.1(二)网络控制系统现状.2 二二、TSN 网络控制系统技术体系网络控制系统技术体系.13(一)TSN 网络控制系统标准态势.13(二)TSN 网络控制系统关键技术原理.16 三三、TS
5、N 网络控制系统应用场景网络控制系统应用场景.31(一)工业控制.31(二)智能网联汽车.33(三)电力厂站.34(四)航空航天.36 四四、我国我国 TSN 控制系统产业发展对策及趋势展望控制系统产业发展对策及趋势展望.39(一)产业发展对策.39(二)趋势展望.40 附录附录:TSN 网络控制系统应用案例网络控制系统应用案例.42 1 一、TSN 网络控制系统内涵 本章节从 TSN(Time-Sensitive Networking)控制系统的定义、现状与发展趋势、驱动力等角度阐述 TSN 控制系统的内涵。(一)网络控制系统定义 NCS(Networked control systems)
6、,最早出现于 1998 年马里兰大学G.C.Walsh 等人的论著中,但当时并没有给出“网络控制系统”明确的概念定义。目前,“网络控制”的含义有两种解释:一种是对网络的控制(control of network);另一种是通过网络实施的控制(control through network)。两种含义中都离不开“控制”和“网络”,只是两者所侧重的对象不同。前者指对网络路由、网络流量等的调度与控制,是对网络自身的控制;后者是指控制系统的各个节点(传感器、执行器和控制器)之间的数据传输不是传统的点对点方式,而且是通过网络来传输的。本白皮书阐述的本白皮书阐述的 TSN 网络控制系统的定义属于第一种网络