YDT 4492-2023工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求_第1頁
YDT 4492-2023工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求_第2頁
YDT 4492-2023工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求_第3頁
YDT 4492-2023工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求_第4頁
YDT 4492-2023工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求_第5頁
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文檔簡介

YD/TXXXX-XXXX

ICS35.240.50

CCSM30

YD

中華人民共和國通信行業(yè)標準

YD/TXXX—XXXX

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求

IndustrialInternet—Technicalrequirementsfortime-sensitivenetwork

(報批稿)

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中華人民共和國工業(yè)和信息化部發(fā)布

YD/TXXXX-XXXX

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分:標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。

本文件由中國通信標準化協(xié)會提出并歸口。

本文件起草單位:中國信息通信研究院、華為技術(shù)有限公司、新華三技術(shù)有限公司、之江實驗室、

上海交通大學(xué)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新中心(上海)有限公司、北京東土科技股份有限公司、杭州優(yōu)穩(wěn)自動化

系統(tǒng)有限公司、歌爾股份有限公司、四川長虹電子控股集團有限公司、新特能源股份有限公司、北京郵

電大學(xué)、朗坤智慧科技股份有限公司、清控數(shù)聯(lián)(山西)工業(yè)技術(shù)有限公司合肥條頓工業(yè)技術(shù)有限公司。

本文件主要起草人:石友康、曹薊光、張恒升、段世惠、朱瑾瑜、陳潔、萬曉蘭、陳彩蓮、程遠、

楊宇蒙、吳少勇、李西良、李林光、潘曉勇、鄭忠斌、李振廷、孫芳、王文海,徐斌、劉雄、李斌、許

方敏、孫卓、尹春雷、徐東、毛旭初、吳爽、張曉、武曉宇。

II

YD/TXXXX-XXXX

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求

1范圍

本文件規(guī)定了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景下時間敏感網(wǎng)絡(luò)的總體技術(shù)要求,包括時間敏感網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、功能要求、

互操作系統(tǒng)技術(shù)要求、可靠性要求及安全技術(shù)要求等內(nèi)容。

本文件適用于工業(yè)企業(yè)(以制造業(yè)為代表)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)的規(guī)劃、設(shè)計、優(yōu)化

及設(shè)備研發(fā)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本

文件。

IEEE802.1Qcc-2018IEEE局域網(wǎng)和城域網(wǎng)標準虛擬橋接局域網(wǎng)修訂:流量預(yù)留好的性能增強

(IEEEStandardforLocalandMetropolitanAreaNetworks—BridgesandBridgedNetworks

—Amendment:StreamReservationProtocol(SRP)EnhancementsandPerformance)

IEEE802.1AS-2020IEEE局域網(wǎng)和城域網(wǎng)標準橋接局域網(wǎng)時間敏感應(yīng)用時間和同步(IEEE

StandardforLocalandMetropolitanAreaNetworks--TimingandSynchronizationforTime-

SensitiveApplicationsinBridgedLocalAreaNetworks)

IEEE802.1Qbu-2016IEEE局域網(wǎng)和城域網(wǎng)標準網(wǎng)橋和橋接網(wǎng)絡(luò)修訂26:幀搶占(IEEEStandard

forLocalandMetropolitanAreaNetworks--BridgesandBridgedNetworks--Amendment26:

FramePreemption)

IEEE802.1Qbv-2015IEEE局域網(wǎng)和城域網(wǎng)標準網(wǎng)橋和橋接網(wǎng)絡(luò)修訂25:排定流量增強(IEEE

StandardforLocalandMetropolitanAreaNetworks--BridgesandBridgedNetworks--

Amendment25:EnhancementsforScheduledTraffic)

IEEE1588Edition2.0IEEE局域網(wǎng)和城域網(wǎng)標準網(wǎng)絡(luò)測量和控制系統(tǒng)的精密時鐘同步協(xié)議(IEEE

StandardforaPrecisionClockSynchronizationProtocolforNetworkedMeasurementand

ControlSystems)

IEEE802.1AB-2009/Cor2-2015IEEE局域網(wǎng)和城域網(wǎng)標準站和媒體訪問控制連接發(fā)現(xiàn)勘誤2:技

術(shù)和編輯更正(IEEEStandardforLocalandmetropolitanareanetworks--StationandMedia

AccessControlConnectivityDiscoveryCorrigendum2:TechnicalandEditorialCorrections)

IEEE802.3br-2016IEEE以太網(wǎng)標準修正案修訂5:散布快速流量的規(guī)范和管理參數(shù)(IEEE

StandardforEthernetAmendment5:SpecificationandManagementParametersfor

InterspersingExpressTraffic)

IEEE802.1Qca-2015IEEE路徑控制和預(yù)留PathControlandReservation

IEC62443工業(yè)過程測量、控制和自動化網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)信息安全(Securityforindustrial

automationandcontrolsystems)

ITU-TY.3300SDN框架(Frameworkofsoftware-definednetworking)

3術(shù)語和定義

1

YD/TXXXX-XXXX

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

門控周期gatingcycle

門控列表中單條時間分片的占用時間。

調(diào)度周期scheduledcycle

一組門控序列的執(zhí)行時間,一個調(diào)度周期由一個或者若干個門控周期組成。

時間敏感網(wǎng)絡(luò)time-sensitivenetwork

具有為業(yè)務(wù)流量提供有上限的確定時延傳輸能力的網(wǎng)絡(luò)。

時間敏感網(wǎng)絡(luò)域time-sensitivenetworkdomain

一組具支持按照時間敏感網(wǎng)絡(luò)相關(guān)標準進行流量傳輸?shù)脑O(shè)備組成的局域網(wǎng)絡(luò)。

廣域時鐘universaltime

用于局域網(wǎng)范圍的時間同步,按需保證生產(chǎn)單元或者設(shè)備維度的精準交互。

工作時鐘workingtime

用于大規(guī)模的設(shè)備時間對齊,通常以GPS、GLONASS、北斗等衛(wèi)星作為時鐘源。

4縮略語

下列縮略語適用于本文件。

API應(yīng)用程序編程接口ApplicationProgrammingInterface

CNC中心網(wǎng)絡(luò)控制器CentralizedNetworkConfiguration

CUC中心用戶控制器CentralizedUserConfiguration

CIR承諾信息速率CommittedInformationRate(CIR)

CBS承諾突發(fā)尺寸CommittedBurstSize

gPTP通用精準時間同步協(xié)議generalizedprecisiontimeprotocol

IT信息技術(shù)InformaticaTechnology

MAC媒體接入控制MediaAccessControl

NQA網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析NetworkQualityAnalysis

OT控制技術(shù)OperationTechnology

PLC可編程邏輯控制器ProgrammableLogicController

PCEF策略和計費執(zhí)行功能PolicyandChargingEnforcementFunction

TAI國際原子時internationalatomictime

TSN時間敏感網(wǎng)絡(luò)Time-SensitiveNetwork

UNI用戶/網(wǎng)絡(luò)接口User/NetworkInterface

2

YD/TXXXX-XXXX

5時間敏感網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)組成

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域下時間敏感網(wǎng)絡(luò)互操作參考IEEE802.1Qcc-2018,建議采用集中式控制模型,由

CUC、CNC、網(wǎng)管以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點組成(見圖1)。

圖1時間敏感網(wǎng)絡(luò)組成示意

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時間敏感網(wǎng)絡(luò)由CUC、CNC、轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備和端設(shè)備四類網(wǎng)元組成:

a)時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備CUC節(jié)點,作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)用戶側(cè)界面,用于管理工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)并通過UNI接

口向CNC提供端到端應(yīng)用系統(tǒng)之間網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)配置要求;

b)時間敏感網(wǎng)絡(luò)的CNC節(jié)點應(yīng)具備IEEE802.1Qcc-2018所定義的時間敏感網(wǎng)絡(luò)相關(guān)特性的綜合

配置能力,通過南向接口向網(wǎng)絡(luò)節(jié)點下發(fā)相關(guān)配置;

c)時間敏感網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備節(jié)點負責(zé)進行實際的報文轉(zhuǎn)發(fā),并支持相關(guān)TSN特性的執(zhí)行;根據(jù)應(yīng)用

場景及網(wǎng)元在網(wǎng)絡(luò)中的位置,將時間敏感網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備分為網(wǎng)關(guān)、橋設(shè)備、端設(shè)備三種類型:

1)數(shù)字項網(wǎng)關(guān)設(shè)備主要部署于時間敏感網(wǎng)絡(luò)域邊緣,支持在數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層實

現(xiàn)跨時間敏感網(wǎng)絡(luò)域及時間敏感網(wǎng)絡(luò)域與非時間敏感網(wǎng)絡(luò)域之間的互通;

2)網(wǎng)橋設(shè)備主要部署于時間敏感網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)部,實現(xiàn)時間網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)部業(yè)務(wù)單元(車間、產(chǎn)線、

設(shè)備)的互聯(lián)互通;

3)工廠內(nèi)部建議以三層架構(gòu)部署網(wǎng)橋設(shè)備,即核心、匯聚、接入層設(shè)備。核心層設(shè)備部署于

工廠級機房,實現(xiàn)工廠內(nèi)部各車間之間的互聯(lián)互通;匯聚層設(shè)備部署于車間級機房實現(xiàn)車

間內(nèi)部不同產(chǎn)線之間、集中式控制器與設(shè)備之間的互聯(lián)互通;接入設(shè)備部署于生產(chǎn)現(xiàn)場實

現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備、傳感器等通信接口的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換并與控制器、檢測監(jiān)控裝置進行互聯(lián)互通;

4)端設(shè)備則指具備時間敏感網(wǎng)絡(luò)功能的工業(yè)設(shè)備,包括控制器、PLC、伺服、I/O等設(shè)備。

d)時間敏感網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)管節(jié)點可以與CNC節(jié)點物理上合設(shè),負責(zé)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的故障監(jiān)控及資源管理。

網(wǎng)絡(luò)分域

3

YD/TXXXX-XXXX

出于單域規(guī)模、承載要求以及業(yè)務(wù)隔離等目的,時間敏感網(wǎng)絡(luò)宜考慮分域部署見圖2。

圖2時間敏感網(wǎng)絡(luò)分域示意圖

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時間敏感網(wǎng)絡(luò)分域要遵循如下要求:

a)同一時間敏感網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)的設(shè)備支持通過同一個控制器統(tǒng)一進行網(wǎng)絡(luò)和流配置下發(fā)到設(shè)備;

b)非時間敏感交換設(shè)備不應(yīng)在時間敏感網(wǎng)絡(luò)中部署和運行;

c)同一個時間敏感域內(nèi)可按照業(yè)務(wù)、產(chǎn)線、流量模型等維度劃分邏輯或者物理子域。

流量模型

5.3.1流量特征

根據(jù)工業(yè)領(lǐng)域業(yè)務(wù)流量特點,建議定義時間敏感網(wǎng)絡(luò)流量的流量特征指標,描述見表1。

表1時間敏感網(wǎng)絡(luò)流量特征描述

名稱取值描述

等時性等時Cyclic/非等時Acyclic描述流量的發(fā)送是否為高頻率等時(毫秒級)發(fā)送

周期性周期Periodic/非周期sporadic描述流量為周期還是隨機發(fā)送

是/否同步于網(wǎng)絡(luò)時鐘描述業(yè)務(wù)流量是否在應(yīng)用層與網(wǎng)絡(luò)時間同步,以便對

同步性

齊流量發(fā)送機制與網(wǎng)絡(luò)調(diào)度機制

應(yīng)用數(shù)據(jù)包長定長/變長描述指應(yīng)有數(shù)據(jù)以太幀的凈荷

時限描述流量中的每一個幀到達接收端的最晚時間

延時描述流量中每一個幀傳送的平均時延

數(shù)據(jù)傳輸門限

帶寬描述流量的發(fā)送速率

抖動描述流量對于抖動的容限

丟包丟包描述流量對于丟包的容限

緊急程度高/中/低描述網(wǎng)絡(luò)承載質(zhì)量對于應(yīng)用系統(tǒng)的

5.3.2流量類型

同一域內(nèi)的時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備統(tǒng)一的流量類型分類及標識方式,該分類將作為優(yōu)先級指定、隊列

分配及調(diào)度的依據(jù):

4

YD/TXXXX-XXXX

a)可以按照承載要求劃分流量類型:等時同步流量(如用于運動控制)、一般實時流量(如用于

一般自動化控制信號、視覺控制信號等)、盡力而為的TCP/IP流量(如工業(yè)參數(shù)賦值和組態(tài)、

運行維護信息,生產(chǎn)物流監(jiān)控信息等),此種分類方式主要用于按需申請網(wǎng)絡(luò)資源;

b)可以按照流量典型特征劃分流量類型:如同步等時流量、周期性固定包長流量、非周期變長包

流量等,此種分類方式主要用于調(diào)度模型的建模。

6功能要求

基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)功能

6.1.1轉(zhuǎn)發(fā)要求

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中,時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備有界低延遲,具體的轉(zhuǎn)發(fā)功能要求如下:

a)時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持設(shè)定時間敏感數(shù)據(jù)流傳輸帶寬下限,時間敏感數(shù)據(jù)流傳輸帶寬應(yīng)不低于

10Mbps,圖像、視頻等高吞吐類時間敏感數(shù)據(jù)流傳輸帶寬應(yīng)不低于100Mbps;

b)在同一規(guī)模不大于100節(jié)點的時間敏感網(wǎng)路域中兩節(jié)點之間的端到端報文傳輸延時應(yīng)具備控制

在1毫秒以內(nèi)的能力;

c)在同一規(guī)模不大于100節(jié)點的個時間敏感網(wǎng)絡(luò)域中任意兩節(jié)點之間的端到端報文傳輸抖動應(yīng)具

備控制在10微秒的能力。

6.1.2接口要求

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備標準化及多樣化的連接接口,具體技術(shù)要求如下:

a)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的OT網(wǎng)絡(luò)場景下,時間敏感網(wǎng)絡(luò)域間和域內(nèi)互聯(lián)的物理接口應(yīng)至少支持電口,IT

場景建議支持光口;

b)時間敏感網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)物理接口要支持IEEE802.3:2008規(guī)定的電接口規(guī)范(10BASE-T、

100BASE-TX和1000BASE-T),互連接口最高支持速率不小于100Mbps;

c)時間敏感網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心網(wǎng)關(guān)的互聯(lián)物理接口要支持需要滿足IEEE802.3:2008規(guī)定的光接口

規(guī)范(1OOBASE-FX、1OOOBASE-SX或1OOOBASE?LX),互連接口最高支持速率不小于1000Mbps。

6.1.3互通要求

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備跨域互通的能力,即時間敏感網(wǎng)絡(luò)域之間,時間敏感網(wǎng)絡(luò)

與非時間敏感網(wǎng)絡(luò)域之間的互通,可以通過二層橋接模式、三層路由模式及七層網(wǎng)關(guān)模式三種方式實現(xiàn):

a)二層橋接模式主要用于實現(xiàn)不同時間敏感網(wǎng)絡(luò)域之間互通:

1)連通多域的二層網(wǎng)橋應(yīng)至少有一個端口位于需要互聯(lián)的時間敏感網(wǎng)絡(luò)域,且一個端口僅可

以屬于一個時間敏感網(wǎng)絡(luò)域;

2)可以通過劃分VLAN為不同類型的流量劃分VLAN的方式,保證流量的精準互通,并實現(xiàn)業(yè)務(wù)

的隔離調(diào)度。

b)三層路由模式主要用于實現(xiàn)分別位于時間敏感網(wǎng)絡(luò)與非時間敏感以太網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間

的互通:

5

YD/TXXXX-XXXX

1)連通多域的三層路由器應(yīng)至少有一個端口位于需要互聯(lián)的時間敏感網(wǎng)絡(luò)域或非時間敏感

網(wǎng)絡(luò)域,且一個端口僅可以屬于一個時間敏感網(wǎng)絡(luò)域;

2)可以通過在三層路由器上為不同類型的流量規(guī)劃子網(wǎng),保證流量的精準互通,并實現(xiàn)業(yè)務(wù)

的隔離調(diào)度。

c)七層應(yīng)用模式主要用于實現(xiàn)分別位于時間敏感網(wǎng)絡(luò)與非以太網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用系統(tǒng)之間的互通:

1)應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)作為轉(zhuǎn)換模塊應(yīng)實現(xiàn)時間敏感網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用系統(tǒng)的解耦,即時間敏感網(wǎng)絡(luò)僅實現(xiàn)

應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)之間的網(wǎng)絡(luò)層互通,應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)互聯(lián)由應(yīng)用網(wǎng)關(guān)在應(yīng)用層實現(xiàn);

2)應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)要同時具備以太網(wǎng)承載和應(yīng)用協(xié)議識別功能。

時間同步要求

6.2.1時鐘源

時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備按照配置策略手動選源和按照算法自動選取時鐘源的能力:

a)一個時間同步域內(nèi)在同一時刻應(yīng)僅有一個根時間源(grandmaster),該根時間源所指示時間

作為時間同步域內(nèi)各網(wǎng)元的標準時間;根時間源類型選擇原則依據(jù)時間同步域內(nèi)規(guī)格要求不

同分為普遍時鐘和工作時鐘,在不大于100節(jié)點的組網(wǎng)規(guī)模下,性能要求見表2。

表2時間敏感網(wǎng)絡(luò)時鐘源要求

同步節(jié)點相對于根時

根時鐘源冗余時鐘源

鐘源的最大相位偏移

包括GPS、GLONASS、

工作時鐘+/-1微秒應(yīng)具備冗余時鐘源

北斗等

通過時鐘同步協(xié)議

(IEEE1588-2008

普通時鐘或IEEE802.1AS-+/-100微秒可具備冗余時鐘源

2020)中的時鐘選源

機制進行選源

b)時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持最優(yōu)選源(BMCA)算法,同步域內(nèi)所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點支持通過發(fā)送Announce報

文來宣告本身時鐘的能力。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過比較Announce報文字段信息來確定自身時鐘角色,以

及對接設(shè)備的主從關(guān)系。

6.2.2同步機制

時間同步是時間敏感網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)特性和基本要求,用于支撐工業(yè)應(yīng)用以及網(wǎng)絡(luò)調(diào)度的同步需求:

a)同一時間敏感網(wǎng)絡(luò)域中時間同步機制可以遵循IEEE1588-2008或者IEEE802.1AS-2020中的一

種,推薦使用IEEE802.1AS-2020作為時間敏感網(wǎng)絡(luò)同步協(xié)議,并建議選擇TAI作為時間刻度基

準,時間記錄步長精度應(yīng)不大于40納秒;

b)時間敏感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點應(yīng)支持通過同步(SYNC)報文和跟隨(Follow-UP)報文進行時鐘(頻率)

同步,同一時間敏感網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)應(yīng)支持周期發(fā)起時鐘同步,發(fā)起間隔的取值為2的n次冪(n=-5~0)

毫秒;

6

YD/TXXXX-XXXX

c)時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持時延測量機制,用于校準各節(jié)點由于時延產(chǎn)生的時間同步偏差;路徑時延

由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間鏈路時延和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)時延組成,時間敏感網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部每一跳的路徑時延測

量應(yīng)包含這兩部分;

d)在同一時間敏感網(wǎng)絡(luò)域中同步精度不得大于最小的調(diào)度周期和門控周期的精度,并保證同步

精度在100納秒到1微秒之間。

6.2.3同步域

考慮時間同步節(jié)點規(guī)模、同步精度等因素,時間同步域的劃分遵循以下要求:

a)時間同步域由多個時間同步網(wǎng)元通過時間同步機制互聯(lián)而成,一個時間同步域應(yīng)至少支持100

個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的時鐘同步;

b)一個時間同步域內(nèi)可以包含一個或者多個時間敏感網(wǎng)絡(luò)域,一個時間敏感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以同時

對應(yīng)多個時間同步域和時間敏感網(wǎng)絡(luò)域;

c)時間敏感網(wǎng)絡(luò)中的同一時間敏感網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)時間同步樹應(yīng)該可以通過外部配置統(tǒng)一建立,并應(yīng)

具備配置參數(shù)集;

d)時間敏感網(wǎng)絡(luò)中的同一時間敏感網(wǎng)絡(luò)內(nèi)時間同步樹應(yīng)具備上報同步狀態(tài)的高性能,并應(yīng)具備

狀態(tài)參數(shù)集。

流量策略要求

6.3.1流量調(diào)度

時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持IEEE802.1Q-2018所規(guī)定的流量調(diào)度功能:

a)時間敏感網(wǎng)絡(luò)支持若干條優(yōu)先級隊列,可以基于端口或者VLAN進行業(yè)務(wù)流量的優(yōu)先級映射;

b)時間敏感網(wǎng)絡(luò)支持IEEE802.1Q-2018規(guī)定的以太網(wǎng)相關(guān)流量調(diào)度機制,并增量支持時間分片

門控調(diào)度機制(IEEE802.1Qbv-2016),即某一隊列門控打開時,流量正常轉(zhuǎn)發(fā),門控關(guān)閉

時流量進入緩存等待轉(zhuǎn)發(fā)。

6.3.2搶占

時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持IEEE802.1Qbu-2016規(guī)定的幀搶占機制:

a)時間敏感網(wǎng)絡(luò)支持通過配置標記業(yè)務(wù)流量數(shù)據(jù)幀為普通或優(yōu)先,優(yōu)先幀可以打斷普通幀的傳

輸,以保證高優(yōu)先級流量的傳輸質(zhì)量;

b)時間敏感網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備應(yīng)支持IEEE802.3br規(guī)定的MAC轉(zhuǎn)發(fā)機制,即提供普通MAC和優(yōu)先

MAC兩種邏輯端口,分別對應(yīng)普通幀和優(yōu)先幀的轉(zhuǎn)發(fā);

c)時間敏感網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備應(yīng)支持對于被延遲或者打斷的普通幀恢復(fù)傳送或者分片重組。

6.3.3流過濾和監(jiān)管

時間敏感網(wǎng)絡(luò)宜支持通過配置進行IEEE802.1Qci-2017規(guī)定的流量的過濾和監(jiān)管:

a)時間敏感網(wǎng)絡(luò)宜支持通過配置對于滿足過濾條件的報文進行流量過濾,過濾條件包括最大包

長、CIR、CBS等;

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b)時間敏感網(wǎng)絡(luò)宜支持對按照優(yōu)先級隊列、通過或未通過門控隊列、通過或者未通過過濾隊列

等維度進行流量統(tǒng)計。

7互操作系統(tǒng)技術(shù)要求

互操作模型

時間敏感網(wǎng)絡(luò)的互操作模型應(yīng)遵守ITU-TY.3300的規(guī)定,分為應(yīng)用層、控制層和網(wǎng)絡(luò)層三個操作層

(如圖3所示):

圖3時間敏感網(wǎng)絡(luò)互操作模型示意圖

a)網(wǎng)絡(luò)層:主要由轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備組成,承擔(dān)數(shù)據(jù)信息在網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)功能,主要包含時間敏感網(wǎng)絡(luò)

(TSN)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點及鏈路;同時網(wǎng)絡(luò)層接受控制層通過南向接口下發(fā)的配置,并向控制層上報

自身資源和狀態(tài);

b)控制層:主要由網(wǎng)絡(luò)控制器(TSNCNC)、網(wǎng)管系統(tǒng)及相關(guān)控制軟件組成,CNC通過南向接口

向網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點下發(fā)策略和控制信息,通過北向接口向上層業(yè)務(wù)層開放底層網(wǎng)絡(luò)資源和能

力;網(wǎng)管系統(tǒng)則提供網(wǎng)絡(luò)運維有關(guān)的能力,如設(shè)備、用戶、日志的管理及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)控,

并可以基于控制層提供的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和資源信息。時間敏感網(wǎng)絡(luò)控制器應(yīng)滿足如下要求:

1)時間敏感網(wǎng)絡(luò)控制器應(yīng)可以提供對網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的控制協(xié)議(如Openflow等控制協(xié)議),

建立控制協(xié)議連接;

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2)時間敏感網(wǎng)絡(luò)控制器應(yīng)支持收集網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的資源信息,包括轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點端口、拓

撲資源等;

3)時間敏感網(wǎng)絡(luò)控制器應(yīng)可以利用資源信息通過控制協(xié)議連接實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)路徑的計算、

業(yè)務(wù)部署等功能;

4)時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備對同一時間敏感網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)流量調(diào)度模型的建模能力,可以依據(jù)流

量不斷修正優(yōu)化模型,并可對整網(wǎng)設(shè)備實現(xiàn)一鍵式的流量調(diào)度模型下發(fā)。

c)應(yīng)用層:主要由用戶控制器(TSNCUC)和不同的應(yīng)用邏輯組成,通過控制層北向接口開放

的API實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源的調(diào)配以及網(wǎng)絡(luò)信息的獲取,按需向用戶提供網(wǎng)絡(luò)能力。

借助控制層提供的網(wǎng)絡(luò)資源和狀態(tài)信息基于業(yè)務(wù)應(yīng)用要求進行智能化的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及運維。

功能模塊

時間敏感網(wǎng)絡(luò)互操作功能模塊分別部署于應(yīng)用層、控制層和網(wǎng)絡(luò)層,其交互關(guān)系如圖4所示:

圖4時間敏感網(wǎng)絡(luò)互操作功能模塊示意圖

a)時間敏感網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層:負責(zé)對報文進行處理、調(diào)度和轉(zhuǎn)發(fā);主要的功能模塊包含信息采集、流

量調(diào)度執(zhí)行、策略執(zhí)行、控制&管理代理等模塊:

1)信息采集模塊:支持轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點上網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)、用戶維度的流量信息的采集功能。收集網(wǎng)絡(luò)

中轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點資源信息,包括轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的端口、拓撲資源等:

?時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持拓撲發(fā)現(xiàn)功能,同一時間敏感網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(交換機、網(wǎng)關(guān)、

通訊模塊等)應(yīng)支持至少同一種發(fā)現(xiàn)協(xié)議(如IEEE802.1AB-2009);

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?時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持基于業(yè)務(wù)流粒度對全網(wǎng)狀態(tài)進行監(jiān)控,監(jiān)控內(nèi)容應(yīng)包括時間敏感

網(wǎng)絡(luò)相關(guān)特性信息。(包括設(shè)備狀態(tài)、鏈路狀態(tài)、業(yè)務(wù)流量狀態(tài)等);

?時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持診斷信息(包括設(shè)備故障信息、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點或者鏈路擁塞信息、業(yè)

務(wù)流量的性能劣化等)上報網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備。

2)策略執(zhí)行模塊:根據(jù)控制層流量調(diào)度決策模塊下發(fā)的策略,對轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點進行流量隊列的時

間片分配、報文的搶占等特性的配置;主要是指網(wǎng)絡(luò)的差異化保障能力。流量調(diào)度執(zhí)行功

能是指網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能根據(jù)控制層流量調(diào)度功能下發(fā)的策略進行流量流向的限制和疏導(dǎo);

3)配置執(zhí)行模塊:根據(jù)控制層業(yè)務(wù)配置模塊下發(fā)的業(yè)務(wù)配置(端口、Vlan、業(yè)務(wù)優(yōu)先級等),

對轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點進行相應(yīng)配置;

4)代理模塊:適配與控制器間控制協(xié)議,負責(zé)與控制器建立和維持控制協(xié)議連接。負責(zé)向控

制器注冊,上報信息,收集本地拓撲。接受控制器下發(fā)的控制信息和轉(zhuǎn)發(fā)表項,并下發(fā)到

轉(zhuǎn)發(fā)面,指導(dǎo)轉(zhuǎn)發(fā);負責(zé)網(wǎng)絡(luò)之間管理平面的打通,負責(zé)建立與網(wǎng)絡(luò)控制器的控制通道,

及網(wǎng)管系統(tǒng)的管理通道;提供對轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的調(diào)試診斷接口,以及設(shè)備管理功能,向網(wǎng)管提

供設(shè)備管理的接口(如電壓、電流、溫度、單板在位信號等)。

b)時間敏感網(wǎng)絡(luò)控制層:負責(zé)生成時間敏感網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)策略,主要包含狀態(tài)感知、業(yè)務(wù)配置、調(diào)

度策略以及適配模塊組成:

1)狀態(tài)感知模塊:收集并分析網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的資源信息,包括端口狀態(tài)息、鏈路帶寬、拓

撲資源等。并將相關(guān)數(shù)據(jù)提供給其他功能模塊進行路徑計算、業(yè)務(wù)部署、生成流量轉(zhuǎn)發(fā)及

調(diào)度模型等,并對支持對第三方應(yīng)用開放網(wǎng)絡(luò)資源編程和管理接口;

2)業(yè)務(wù)配置模塊:

?路徑控制:應(yīng)支持遵照IEEE802.1Qca-2015定義的路徑控制能力,即支持在同一時

間敏感網(wǎng)絡(luò)域?qū)α髁柯窂竭M行集中計算、生成、調(diào)整的能力,并生成相應(yīng)配置下發(fā)網(wǎng)

絡(luò)層;

?帶寬控制:時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備根據(jù)業(yè)務(wù)流量要求進行帶寬需求計算、帶寬分配預(yù)留

及需求上限設(shè)置等功能,可為任意數(shù)據(jù)流設(shè)置可以使用的帶寬上限;應(yīng)支持根據(jù)實際

業(yè)務(wù)承載需求動態(tài)調(diào)整傳輸路徑的最大傳輸帶寬;

?策略控制:包括VLAN、路由策略、ACL、QoS等。提供時間敏感網(wǎng)絡(luò)的端到端網(wǎng)絡(luò)承載

業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)配置(如IP地址、VLAN等)。

3)調(diào)度策略模塊:時間敏感網(wǎng)絡(luò)宜具備根據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)實現(xiàn)流量調(diào)度模型建模,更新及下發(fā)的

能力:

?可根據(jù)業(yè)務(wù)承載要求以及網(wǎng)絡(luò)資源信息建模并計算生成整網(wǎng)流量調(diào)度配置模板,相關(guān)

配置應(yīng)基于IEEE802.1Qbv-2016的下行流量調(diào)度、基于IEEE802.1Qbu的搶占以及

基于IEEE802.1Qci-2017的流量監(jiān)控等時間敏感網(wǎng)絡(luò)增強特性,并支持將調(diào)度模型

下發(fā)給業(yè)務(wù)路徑上的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點執(zhí)行相關(guān)調(diào)度。

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4)適配模塊:提供對轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的控制協(xié)議(例如,Openflow等控制協(xié)議),與轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點建立控

制協(xié)議連接。其他功能模塊可以通過控制協(xié)議對轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點進行控制??刂泼嫘枰峁┍毕?/p>

接口,用于對接網(wǎng)管和OSS集成。

c)時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層:由各類應(yīng)用邏輯組成,通過控制層開放的API獲取網(wǎng)絡(luò)資源信息或者應(yīng)

用網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)特定業(yè)務(wù)流量承載:

1)能力開放:管理面需要提供開放編程接口,用于第三方應(yīng)用的集成和開發(fā);

2)業(yè)務(wù)質(zhì)量感知:管理面應(yīng)具備對時間敏感網(wǎng)絡(luò)相關(guān)數(shù)據(jù)進行存儲、處理、管理的能力;

3)業(yè)務(wù)需求識別:將用識別戶對于網(wǎng)絡(luò)側(cè)承載需求轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的描述模型下發(fā)給控制面進行

資源申請、業(yè)務(wù)配置和策略計算。

d)時間敏感網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng):應(yīng)具備網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)元監(jiān)控和診斷能力,以便快速感知并修復(fù)網(wǎng)絡(luò)劣

化狀態(tài),并提供故障定位工具,告警,北向接口等對時間敏感網(wǎng)絡(luò)域的維護和管理功能:

1)網(wǎng)元管理模塊:

?網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)負責(zé)控制器與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間通道建立和管理,應(yīng)采用與業(yè)務(wù)通道隔離

的獨立VLAN管理通道管理時間敏感網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元;

?網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)支持主流設(shè)備管理協(xié)議:包括SNMP、Telnet、FTP、Netconf等;

?網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)支持對于網(wǎng)元設(shè)備的端口、電源、電壓、單板硬件、環(huán)境信息(溫度、濕

度等)實現(xiàn)管理;

?網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)支持新增設(shè)備的自動上線及在線或離線配置,并支持動態(tài)新增和刪減設(shè)備。

2)網(wǎng)絡(luò)管理

?網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)具備進行端到端網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測量能力,并提供網(wǎng)絡(luò)端到端網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控診斷工具

(包括ping,tracert,、Y.1731等),支持在同一時間敏感網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)測量任意兩節(jié)點

之間的時延、抖動丟包數(shù)據(jù);

?網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)具備網(wǎng)絡(luò)故障自動分析,節(jié)點、鏈路及業(yè)務(wù)故障問題指示能力;

?網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)具備告警收集及重要告警處理能力,并支持對時間敏感網(wǎng)絡(luò)故障事件、網(wǎng)

絡(luò)質(zhì)量、系統(tǒng)狀態(tài)進行監(jiān)控、統(tǒng)計及管理。

接口描述

7.3.1概述

根據(jù)第4章定義的時間敏感網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),時間敏感網(wǎng)絡(luò)互操作參考IEEE802.1Qcc-2018,時間敏感

網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用面到網(wǎng)絡(luò)面之間定義一套用戶網(wǎng)絡(luò)接口,用于實現(xiàn)用戶提供業(yè)務(wù)流量承載要求(如確定時

延)到網(wǎng)絡(luò)資源和不配置之間的映射;用戶網(wǎng)絡(luò)接口的定義可以基于YANG或者TLVs數(shù)據(jù)模型實現(xiàn),接

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口描述如圖5所示。

圖5互操作接口示意圖

7.3.2北向接口

時間敏感網(wǎng)絡(luò)互操作架構(gòu)的北向接口用于實現(xiàn)應(yīng)用層與控制層之間的信息交互,可以RestfulAPI、

Python、C++、Java等方式實現(xiàn)。

接口N1:為策略控制與應(yīng)用層之間的接口,具體功能包括:

?支持應(yīng)用層向策略控制模塊提供業(yè)務(wù)流量相關(guān)信息,用于策略控制和業(yè)務(wù)計量;

?支持應(yīng)用層向策略控制模塊提供對網(wǎng)絡(luò)帶寬、時延、抖動以及丟包等指標數(shù)據(jù);

?支持應(yīng)用層向策略控制模塊訂閱網(wǎng)絡(luò)承載相關(guān)事件的上報。

接口N2:為流量調(diào)度與應(yīng)用層之間的接口。具體功能包括:

?支持應(yīng)用平臺將用戶網(wǎng)絡(luò)參數(shù)傳送給流量調(diào)度模塊,作為流量調(diào)度的依據(jù)。

7.3.3南向接口

時間敏感網(wǎng)絡(luò)互操作架構(gòu)的南向接口分別用于用于實現(xiàn)控制層與網(wǎng)絡(luò)層之間控制協(xié)議信息的互通,

以及網(wǎng)管系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)層的管理信息交互。前者需要支持OpenFlow、PCEF等協(xié)議實現(xiàn),后者則可以選擇通

過NetConf、RestConf以及OpenConfig等協(xié)議實現(xiàn)。

接口S1:控制層感知模塊和網(wǎng)絡(luò)層信息采集模塊之間的接口。具體功能應(yīng)包括:

?信息采集模塊采集網(wǎng)絡(luò)/業(yè)務(wù)相關(guān)信息,包括帶寬利用率、逐跳/端到端時延、丟包以及抖

動,提供給感知模塊進行處理和分析;

?信息采集模塊采集網(wǎng)絡(luò)拓撲及業(yè)務(wù)部署信息,提供給感知模塊進行處理和分析。

接口S2:流量調(diào)度控制與調(diào)度執(zhí)行之間的接口。調(diào)度控制想流量執(zhí)行模塊動態(tài)提供QoS調(diào)度策略,

并將相關(guān)調(diào)度配置下發(fā)給流量執(zhí)行對業(yè)務(wù)流量進行優(yōu)化調(diào)度。

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接口S3:控制層策略控制與網(wǎng)絡(luò)層策略執(zhí)行之間的接口。具體功能包括:

?支持策略調(diào)度模塊向策略執(zhí)行模塊下發(fā)建立、修改以及終結(jié)相關(guān)承載業(yè)務(wù)的配置;

?支持策略控制功能想策略執(zhí)行模塊訂閱相關(guān)業(yè)務(wù)承載事件的上報機制。

7.3.4內(nèi)部接口

接口Ci1:控制層中感知模塊與策略控制模塊之間的接口。感知模塊將分析結(jié)果輸出到策略控制模

塊,作為承載策略動態(tài)調(diào)整的輸入條件。

接口Ci2:控制層策略控制與流量調(diào)度模塊之間的接口??刂撇呗怨δ茉趯崿F(xiàn)策略控制的同時將流

量調(diào)度相關(guān)策略發(fā)送至流量調(diào)度功能。

接口Ci3:控制層狀態(tài)感知模塊與流量調(diào)度模塊之間的接口。狀態(tài)感知模塊將相關(guān)結(jié)果輸出到流量

調(diào)度模塊,作為流量調(diào)度的輸入條件。

7.3.5其他接口

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景下,時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備與周邊系統(tǒng)的擴展接口。

接口Srv:為應(yīng)用層和第三方服務(wù)平臺提供接口:

1)第三方服務(wù)平臺獲取網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和資源信息;

2)第三方服務(wù)應(yīng)用可以設(shè)置或者修改網(wǎng)絡(luò)資源請求參數(shù),將相關(guān)請求送至應(yīng)用平面。

接口CM;為網(wǎng)管功能和控制層之間的接口,將相關(guān)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息傳遞給控制層作為策略決策及動態(tài)

調(diào)整的依據(jù)。

接口NM:為網(wǎng)絡(luò)層與網(wǎng)管系統(tǒng)之間的接口,將網(wǎng)絡(luò)層采集到的網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備狀態(tài)、告警事件等上送給

網(wǎng)管系統(tǒng)。

8可靠性要求

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景下,時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備高可靠性,需要具備如下可靠性功能:

a)時間敏感網(wǎng)絡(luò)的時鐘源、關(guān)鍵轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點及鏈路都應(yīng)部署冗余備份;

b)工作時鐘建議部署熱備份根時鐘源,通用時鐘建議部署冷備份根時鐘源;

c)時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)單個業(yè)務(wù)流或者一組業(yè)務(wù)流支持單點故障(包括鏈路和中間節(jié)點)的保護或恢

復(fù),同一時間敏感網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)的鏈路保護時間應(yīng)小于50毫秒,節(jié)點保護倒換時間應(yīng)小于100毫秒;

d)時間敏感網(wǎng)絡(luò)需至少部署1+1和1:1保護倒換架構(gòu)中的一種,宜支持基于IEEE802.1CB協(xié)議的

線性1+1保護倒換架構(gòu)。

9安全技術(shù)要求

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景下,時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)機密性、完整性、可用性、真實性等的安全功能,

包括:

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a)時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備設(shè)備的準入控制功能,對設(shè)備接入的類型及數(shù)量進行控制,設(shè)備接入時間

敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備準入條件;

b)時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備鑒權(quán)功能,包括設(shè)備鑒權(quán)及用戶鑒別能力;

c)時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)可以根據(jù)實際業(yè)務(wù)要求實現(xiàn)資源保護,劃分相應(yīng)的時間敏感網(wǎng)絡(luò)域,并進行相

應(yīng)隔離;

d)時間敏感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)遵從IEC62443,具備入侵防范能力。

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目次

前言................................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語和定義.........................................................................1

4縮略語.............................................................................2

5時間敏感網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)...................................................................3

網(wǎng)絡(luò)組成.........................................................................3

網(wǎng)絡(luò)分域.........................................................................3

流量模型.........................................................................4

5.3.1流量特征.....................................................................4

5.3.2流量類型.....................................................................4

6功能要求...........................................................................5

基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)功能.....................................................................5

6.1.1轉(zhuǎn)發(fā)要求.....................................................................5

6.1.2接口要求.....................................................................5

6.1.3互通要求.....................................................................5

時間同步要求.....................................................................6

6.2.1時鐘源.......................................................................6

6.2.2同步機制.....................................................................6

6.2.3同步域.......................................................................7

流量策略要求.....................................................................7

6.3.1流量調(diào)度.....................................................................7

6.3.2搶占.........................................................................7

6.3.3流過濾和監(jiān)管.................................................................7

7互操作系統(tǒng)技術(shù)要求.................................................................8

互操作模型.......................................................................8

功能模塊.........................................................................9

接口描述........................................................................11

7.3.1概述........................................................................11

7.3.2北向接口....................................................................12

7.3.3南向接口....................................................................12

7.3.4內(nèi)部接口....................................................................13

7.3.5其他接口....................................................................13

8可靠性要求........................................................................13

9安全技術(shù)要求......................................................................13

I

YD/TXXXX-XXXX

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求

1范圍

本文件規(guī)定了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景下時間敏感網(wǎng)絡(luò)的總體技術(shù)要求,包括時間敏感網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、功能要求、

互操作系統(tǒng)技術(shù)要求、可靠性要求及安全技術(shù)要求等內(nèi)容。

本文件適用于工業(yè)企業(yè)(以制造業(yè)為代表)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)的規(guī)劃、設(shè)計、優(yōu)化

及設(shè)備研發(fā)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本

文件。

IEEE802.1Qcc-2018IEEE局域網(wǎng)和城域網(wǎng)標準虛擬橋接局域網(wǎng)修訂:流量預(yù)留好的性能增強

(IEEEStandardforLocalandMetropolitanAreaNetworks—BridgesandBridgedNetworks

—Amendment:StreamReservationProtocol(SRP)EnhancementsandPerformance)

IEEE802.1AS-2020IEEE局域網(wǎng)和城域網(wǎng)標準橋接局域網(wǎng)時間敏感應(yīng)用時間和同步(IEEE

StandardforLocalandMetropolitanAreaNetworks--TimingandSynchronizationforTime-

SensitiveApplicationsinBridgedLocalAreaNetworks)

IEEE802.1Qbu-2016IEEE局域網(wǎng)和城域網(wǎng)標準網(wǎng)橋和橋接網(wǎng)絡(luò)修訂26:幀搶占(IEEEStandard

forLocalandMetropolitanAreaNetworks--BridgesandBridgedNetworks--Amendment26:

FramePreemption)

IEEE802.1Qbv-2015IEEE局域網(wǎng)和城域網(wǎng)標準網(wǎng)橋和橋接網(wǎng)絡(luò)修訂25:排定流量增強(IEEE

StandardforLocalandMetropolitanAreaNetworks--BridgesandBridgedNetworks--

Amendment25:EnhancementsforScheduledTraffic)

IEEE1588Edition2.0IEEE局域網(wǎng)和城域網(wǎng)標準網(wǎng)絡(luò)測量和控制系統(tǒng)的精密時鐘同步協(xié)議(IEEE

StandardforaPrecisionClockSynchronizationProtocolforNetworkedMeasurementand

ControlSystems)

IEEE802.1AB-2009/Cor2-2015IEEE局域網(wǎng)和城域網(wǎng)標準站和媒體訪問控制連接發(fā)現(xiàn)勘誤2:技

術(shù)和編輯更正(IEEEStandardforLocalandmetropolitanareanetworks--StationandMedia

AccessControlConnectivityDiscoveryCorrigendum2:TechnicalandEditorialCorrections)

IEEE802.3br-2016IEEE以太網(wǎng)標準修正案修訂5:散布快速流量的規(guī)范和管理參數(shù)(IEEE

StandardforEthernetAmendment5:SpecificationandManagementParametersfor

InterspersingExpressTraffic)

IEEE802.1Qca-2015IEEE路徑控制和預(yù)留PathControlandReservation

IEC62443工業(yè)過程測量、控制和自動化網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)信息安全(Securityforindustrial

automationandcontrolsystems)

ITU-TY.3300SDN框架(Frameworkofsoftware-definednetworking)

3術(shù)語和定義

1

YD/TXXXX-XXXX

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

門控周期gatingcycle

門控列表中單條時間分片的占用時間。

調(diào)度周期scheduledcycle

一組門控序列的執(zhí)行時間,一個調(diào)度周期由一個或者若干個門控周期組成。

時間敏感網(wǎng)絡(luò)time-sensitivenetwork

具有為業(yè)務(wù)流量提供有上限的確定時延傳輸能力的網(wǎng)絡(luò)。

時間敏感網(wǎng)絡(luò)域time-sensitivenetworkdomain

一組具支持按照時間敏感網(wǎng)絡(luò)相關(guān)標準進行流量傳輸?shù)脑O(shè)備組成的局域網(wǎng)絡(luò)。

廣域時鐘universaltime

用于局域網(wǎng)范圍的時間同步,按需保證生產(chǎn)單元或者設(shè)備維度的精準交互。

工作時鐘workingtime

用于大規(guī)模的設(shè)備時間對齊,通常以GPS、GLONASS、北斗等衛(wèi)星作為時鐘源。

4縮略語

下列縮略語適用于本文件。

API應(yīng)用程序編程接口ApplicationProgrammingInterface

CNC中心網(wǎng)絡(luò)控制器CentralizedNetworkConfiguration

CUC中心用戶控制器CentralizedUserConfiguration

CIR承諾信息速率CommittedInformationRate(CIR)

CBS承諾突發(fā)尺寸CommittedBurstSize

gPTP通用精準時間同步協(xié)議generalizedprecisiontimeprotocol

IT信息技術(shù)InformaticaTechnology

MAC媒體接入控制MediaAccessControl

N

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