《互聯網行業時間敏感網絡系列報告:工業與車載的下一代網絡升級方向-220925(28頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《互聯網行業時間敏感網絡系列報告:工業與車載的下一代網絡升級方向-220925(28頁).pdf(28頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、 敬請閱讀末頁的重要說明 證券研究報告|行業深度報告 2022 年 09 月 25 日 推薦推薦(維持)(維持)系列報告系列報告 1:工業與車載的下一代網絡升級方向工業與車載的下一代網絡升級方向 TMT 及中小盤/中小市值 傳統傳統以太網已經難以滿足工業互聯網以及汽車智能化對網絡的各種新興需求,以太網已經難以滿足工業互聯網以及汽車智能化對網絡的各種新興需求,網絡架構向時間敏感網絡(網絡架構向時間敏感網絡(TSN)方向升級有望成為大趨勢。)方向升級有望成為大趨勢。TSN 解決傳統以太網的三大問題:解決傳統以太網的三大問題:1)流量傳輸不確定性流量傳輸不確定性,傳統以太網采用“盡力而為”的傳輸方式
2、,導致其在傳輸數據的延時波動大,且具有極高的不確定性,TSN 通過冗余鏈路、白名單等方式能夠確定網絡最大時延。2)時時間間不不同步同步,TSN 具有精準的時鐘同步在時間敏感的領域有廣闊的應用空間(例如工業、自動駕駛功能汽車等)3)通信)通信協議不統一協議不統一:在網絡架構中通常不同的設備會使用不同的通信協議,而不同的通信協議之間難以實現直接的互聯互通,TSN 旨在提升以太網的性能,使其更具備確定性、魯棒性、可靠性,通過 IEEE802 網絡保證數據包的延遲、抖動、丟包,實現不同設備產生的數據流量的統一承載,實現周期性數據與非周期性數據在同一網絡中的傳輸。TSN 是工業自動化與汽車智能化的剛性需
3、求。是工業自動化與汽車智能化的剛性需求。與商業互聯網領域對網絡擁堵的態度不同,工業、汽車醫療等領域一旦出現嚴重網絡問題則有可能導致致命后果或巨大經濟損失,因此上述等領域對網絡卡頓、延時容忍度極低,TSN的出現為解決上述領域的應用問題提供了可行的解決方案,并衍生出了多種協議,為工業、車載等領域提供了多樣的選擇。設備之間無縫交互是實現真正工業自動化的前提條件,設備之間無縫交互是實現真正工業自動化的前提條件,TSN 大有可為大有可為。工業場景中傳統工業不同層級之間相互孤立,設備之間也互不兼容,而 TSN 實現各個層級以及設備之間通信協議的統一,為打破各個層級之間數據孤島提供基礎。我們認為在制造場景中
4、 TSN 技術是實現真正的工業自動化與工業互聯網愿景的必然趨勢。傳統汽車網絡架構傳統汽車網絡架構已已無法滿足汽車智能化時代的網絡需求。無法滿足汽車智能化時代的網絡需求。1)據北匯信息估算,一輛自動駕駛的汽車每小時產生的數據量有望高達 4TB,傳統汽車網絡架構已經難以滿足自動駕駛時代汽車的數據傳輸需求;2)自動駕駛需要對不同雷達、傳感器之間對路況的判斷進行時間同步,否則將極大影響算法判斷的準確度;2)自動駕駛系統對于網絡堵塞、延遲等容忍度極低,設置充足的冗余網絡也是汽車智能化時代中自動駕駛的必要要求。4)由于新一代智能汽車與互聯網將會產生連接,因此必須考慮在網絡攻擊以及單點功能失效造成的流量過載
5、等因素對于汽車行駛安全的威脅。TSN 網絡所具備的特性可以很好的解決上述問題,因此我們認為未來車載領域有望大規模應用 TSN 技術。TSN 解決方案已經逐漸成熟,產業鏈投資機會解決方案已經逐漸成熟,產業鏈投資機會有望逐步有望逐步涌現。涌現。由于 TSN 具有的特性非常契合當前工業、車載等下游領域的痛點,眾多工業自動化以及汽車領域企業已經開始研究和應用 TSN 的解決方案,已有部分芯片廠商和設備廠商推出支持 TSN 特性的交換芯片和支持部分特性的 TSN 交換機。上市公司中,三旺通信加速布局 TSN 方向,22 年發布端對端的整體方案,與紫金山實驗室共同推進 TSN 的應用。東土科技于 2022
6、 年 9 月中旬中國首顆自主設計的 TSN 芯片KD6530,成為首款進入我國工信部工業互聯網產業聯盟公布“時間敏感網絡(TSN)產業鏈名錄計劃”名錄的 TSN 芯片。我們認為未來隨著科技領域的國產替代進程加快,國產 TSN 領域的投資機會將逐步涌現。風險提示:風險提示:市場推廣不及預期市場推廣不及預期、新技術出現新技術出現 行業規模行業規模 占比%股票家數(只)38 0.8 總市值(億元)2535 0.3 流通市值(億元)2124 0.3 行業指數行業指數%1m 6m 12m 絕對表現-15.0 1.2-3.0 相對表現-7.7 11.0 17.6 資料來源:公司數據、招商證券 相關相關報告
7、報告 1、中小盤策略&新股梳理指數下跌持續,新股申購關注歐晶科技2022-09-19 2、中小盤策略&新股梳理指數下跌持續,新股申購關注天德鈺2022-09-13 3、中小盤策略&新股梳理指數下跌持續,新股申購關注浙江正特2022-09-05 董瑞斌董瑞斌 S1090516030002 余俊余俊 S1090518070002 李哲瀚李哲瀚 S1090522020002 -30-20-100102030Sep/21Jan/22May/22Aug/22(%)中小市值滬深300 時間敏感網絡時間敏感網絡 敬請閱讀末頁的重要說明 2 行業深度報告 正文正文目錄目錄 一、TSN:新一代網絡技術.5 1、
8、具有確定性時延以及多協議傳輸能力.5 2、TSN 發展歷史:不斷提高確定性.6 3、TSN 技術:位于 OSI 模型第二層,已具備多種協議供下游選擇適配.8(1)TSN 與以太網.9(2)TSN 協議族:各有利弊.9(3)TSN 技術難點.16 二、TSN 在工業、車載領域應用趨勢明顯.16 1、工業:TSN 是實現工業自動化以及工業互聯網愿景的前置條件.16 2、車載:TSN 為自動駕駛提供網絡時效性以及安全性保障.18(1)傳統汽車網絡架構能實現的功能有限.18(2)汽車智能化時代開啟,引入車載 TSN 已成剛需.19 三、TSN 與其他新興技術的融合趨勢.21 1、5G 與 TSN.21
9、 2、TSN 與 SDN(軟件定義網絡)技術.22 3、TSN 與 OPC UA.22 四、TSN 產業投資機會逐漸出現.23 1、TSN 芯片:外資為主,國內東土科技已有突破.24 2、網絡交換機:國外與國內廠商均有面世產品.25 五、推薦標的.27 1、三旺通信(688618.SH)-強烈推薦.27 2、東土科技(300353.SH).27 圖表圖表目錄目錄 圖 1 TSN、AVB 與傳統以太網.5 圖 2 傳統以太網數據幀傳輸隨時間分布圖.6 圖 3 ISO OSI 七層模型(綠色和橘色為 AVB 所在位置).7 PWiWfWiYNA8VpUtY9PcM6MpNrRtRtRfQpPxOf
10、QtRtNaQrQnNNZrQmPxNsQqN 敬請閱讀末頁的重要說明 3 行業深度報告 圖 4 TSN 網絡的組成元素.7 圖 5 TSN 有著確定性的時延.8 圖 6 宣布支持 TSN 網絡的組織(部分).8 圖 7 OSI 七層協議模型.9 圖 8 TSN 幀結構.9 圖 9 TSN 協議族.10 圖 10 IEEE802.1AS 結構圖.11 圖 11 Qva 協議的發送機制.11 圖 12 Qch 協議工作機制.12 圖 13 Qbv 傳輸機制.12 圖 14 Qbv 如何被干擾幀影響傳輸.13 圖 15 Qbu 的干擾幀分片機制.13 圖 16 使用 Qbv 的 Och 協議.14
11、 圖 17 802.1 CB 冗余鏈路放方式工作原理.14 圖 18 網橋中 MAC 幀的轉發過程.15 圖 19 802.1Qcc 定義的集中配置模型.16 圖 20 工廠內“兩層三級”架構互不互通.17 圖 21 當前工業自動化的普渡模型.17 圖 22 未來工業自動化的普渡模型.18 圖 23 TSN 幫助企業向柔性制造轉型.18 圖 24 傳統車載網絡架構.19 圖 25 智能駕駛系統設計的傳感器多且數據量大.20 圖 26 Domain Architecture.20 圖 27 TSN+5G 網絡架構.21 圖 28 基于 SDN 的工業異構網絡架構.22 圖 29 TSN OPC
12、UA over TSN 結構.23 圖 30 TSN 產業圖譜.24 圖 31 布局 TSN 芯片的廠商.25 表 1:海外廠商 TSN 交換機產品(部分).25 敬請閱讀末頁的重要說明 4 行業深度報告 表 2:國產廠商 TSN 交換機產品(部分).26 敬請閱讀末頁的重要說明 5 行業深度報告 一、一、TSN:新一代網絡技術:新一代網絡技術 1、具有確定性時延以及多協議傳輸能力具有確定性時延以及多協議傳輸能力 時間敏感網絡時間敏感網絡(Time Sensitive Networking,TSN),是基于標準以太網架構演進的新一代網絡技術是基于標準以太網架構演進的新一代網絡技術,它,它以傳統
13、以太以傳統以太網為網絡基礎,通過時鐘同步、數據調度、網絡配置等機制,提供確定性數據傳輸能力的數據鏈路層協議規范。網為網絡基礎,通過時鐘同步、數據調度、網絡配置等機制,提供確定性數據傳輸能力的數據鏈路層協議規范。與傳統以太網相比,TSN 能夠微秒級確定性服務,降低整個通信網絡復雜度,實現信息技術(IT)與運營技術(OT)融合,其具有精準的時鐘同步能力,確定性流量調度能力,以及智能開放的運維管理架構,可以保證多種業務流量的共網高質量傳輸,兼具性能及成本優勢,是未來網絡的發展趨勢。圖圖 1 TSN、AVB 與傳統以太網與傳統以太網 資料來源:北匯信息、招商證券 TSN 的出現的出現主要解決主要解決了
14、了五五大問題大問題 1)流量傳輸不確定性:)流量傳輸不確定性:傳統以太網采用“盡力而為”的傳輸方式,導致其在傳輸數據的延時波動較大,且具有極高的不確定性,與商業互聯網領域對網絡擁堵的態度不同,工業、汽車醫療等領域一旦出現嚴重網絡問題則有可能導致致命后果或巨大經濟損失,因此上述等領域對網絡卡頓、延時容忍度極低,TSN 的出現為解決上述領域的應用問題提供了可行的解決方案,并衍生出了多種協議,為工業、車載等領域提供了多樣的選擇。2)時間同步:)時間同步:具有精準的時鐘同步能力在對時間敏感的領域有廣闊的應用空間。3)通信協議不統一:)通信協議不統一:在網絡架構中通常不同的設備會使用不同的通信協議,而不
15、同的通信協議之間難以實現直接的互聯互通,TSN 旨在提升以太網的性能,使其更具備確定性、魯棒性、可靠性,通過 IEEE802 網絡保證數據包的延遲、抖動、丟包,實現不同設備產生的數據流量的統一承載。4)網絡的動態配置網絡的動態配置:大多數網絡的配置需要在網絡停止運行期間進行,這對于工業控制等應用來說難以實現。TSN 通過 IEEE 802.1Qcc 引入集中網絡控制器(centr alized network configuration,CNC)和集中用戶控制器(centralized user configuration,CUC)來實現網絡的動態配置,在網絡運行時靈活地配置新的設備和數據流。
16、5)安全安全:TSN 利用 IEEE 802.1Qci 對輸入交換機的數據進行篩選和管控,對不符合規范的數據幀進行阻攔,能及時隔斷外來入侵數據,實時保護網絡的安全,也能與其他安全協議協同使用,進一步提升網絡的安全性能。敬請閱讀末頁的重要說明 6 行業深度報告 2、TSN 發展歷史:不斷提高確定性發展歷史:不斷提高確定性 時間敏感網絡時間敏感網絡(TSN),工業、車載互聯等領域實現低延時、高確定性的信息傳輸工業、車載互聯等領域實現低延時、高確定性的信息傳輸方法方法之一。之一。TSN 技術發展主要經歷了三個階段:1)傳統以太網階段 以太網最早于上世紀 80 年代開始被逐漸引入辦公領域,并由于 10
17、Mbps 的高吞吐量而迅速實現普及。以太網使用串行方式傳輸數據,帶寬有多個設備共享,采用“Best Effort”的轉發機制也使得在以太網在處理數據轉發工作時采用盡可能發送更多的數據而并不考慮數據的優先級,在大量數據需要轉發時會導致網絡擁堵,從本質上缺乏確定性和實時性,雖然傳統二層網絡已經引入了優先級機制,三層網絡也已內置了服務質量(quality of service,QoS)機制,但實時流量和傳統 TCP 流量的資源競爭導致時延和抖動過多,致使傳統的以太網不能滿足實時數據的傳輸需求。圖圖 2 傳統以太網數據幀傳輸隨時間分布圖傳統以太網數據幀傳輸隨時間分布圖 資料來源:北匯信息、招商證券 2
18、)AVB 階段 與傳統以太網相比,與傳統以太網相比,AVB 擁有確定性延時的優勢。擁有確定性延時的優勢。AVB 全稱音視頻橋接技術,一般用于汽車多媒體設備之間的信息傳輸。AVB 工作組致力于解決音頻視頻數據在以太網介質上傳輸時的時延較高、抖動較大、傳輸不確定等問題。由于多媒體應用場景下視頻與音頻、字幕等信息有較高的時間同步要求,因此傳統的以太網較難滿足在音視頻應用場景下有較高的不確定性。AVB 在以太網的基礎上通過引入傳輸時間策略,保證了各項數據上的時間上的同步。敬請閱讀末頁的重要說明 7 行業深度報告 圖圖 3 ISO OSI 七層模型(綠色和橘色為七層模型(綠色和橘色為 AVB 所在位置)
19、所在位置)資料來源:汽車測試網、招商證券 3)TSN 階段 工業與汽車領域對實時以太網的需求快速增長刺激工業與汽車領域對實時以太網的需求快速增長刺激 TSN 技術的發展。技術的發展。美國汽車工程師協會以 TTEthernet 為基礎推出了 AS6802 標準,該標準將傳統以太網“Best Effort”傳輸方式所具備的靈活性與時間敏感的實時性、確定性等特點相結合,具有支持不同類型的應用的能力。IEEE 受到 AS6802 標準推出的刺激,在 2012 年正式將 AVB任務組改名為 TSN 工作組,在原 AVB 技術的基礎上繼續針對車載、專業音頻、工業自動化以及移動通信等領域進行了實時通信、時鐘
20、同步、低延時、高質量的信息傳輸進行了一系列的開發。詳細來講,TSN 具有以下目標:針對交換網絡的報文時延得到保障;時間敏感數據流和非時間敏感數據流可以混合傳輸,并且非時間敏感數據流的傳輸不會影響時間敏感數據流的傳輸時延;多種高層協議可以共享網絡基礎設施,即多種協議的負載可以同時在網絡中傳輸;網絡錯誤可以通過在源頭獲得精確的信息,從而快速地確診和修復。圖圖 4 TSN 網絡的組成元素網絡的組成元素 資料來源:北匯信息、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 8 行業深度報告 圖圖 5 TSN 有著確定性的時延有著確定性的時延 資料來源:北匯信息、招商證券 當前當前 TSN 已逐漸發展成為了被行業組織認
21、證的廣泛使用的標準。已逐漸發展成為了被行業組織認證的廣泛使用的標準。當前國內外已經有眾多組織以及企業在積極推動TSN 的發展,包括 ABB、B&R、Bosch Rexroth、CISCO、GE、NI、KUKA、Parker、Phoenix、Schneider、SEW、TTTech 等主流的自動化與 IT 廠商以及 EPSG、CC-Link 等協會也在積極參與 TSN 網絡的發展。圖圖 6 宣布支持宣布支持 TSN 網絡的組織(部分)網絡的組織(部分)資料來源:UML 軟件工程組織、招商證券 3、TSN 技術:位于技術:位于 OSI 模型第二層,已具備多種協議供下游選擇適配模型第二層,已具備多種
22、協議供下游選擇適配 TSN 是 IEEE802.1 工作組開發的一套協議標準,位于 OSI 七層模型中的第二層(數據鏈路層),它為以太網協議的MAC 層增加了一套通用的時間敏感機制,在確保以太網數據通訊的時間確定性的同時,也為不同協議網絡提供了統一的鏈路架構。敬請閱讀末頁的重要說明 9 行業深度報告 圖圖 7 OSI 七層協議模型七層協議模型 資料來源:中國通信院、招商證券(1)TSN 與以太網與以太網 TSN 兼容以太網,是對傳統以太網的一次重要技術變革。兼容以太網,是對傳統以太網的一次重要技術變革。TSN 是符合 IEEE802.1Q 標準的 VLAN,在標準的以太幀中插入 4 個字節長度
23、的 VLAN tag。TSN 通過 VLAN tag 中的 PCP(Priority Code Point)和 VID(VLAN ID)定義流的不同優先級。圖圖 8 TSN 幀結構幀結構 資料來源:SDNLAB、招商證券 現有以太網鏈路層的設備需要做改變來支持 TSN 特性,涉及到的主要設備是:網卡、網橋、交換機。TSN 除了時鐘特性設置外,其它功能與 VLAN 的網絡配置類似,通過不同維度的幀流量劃分,來實現幀的優先級和冗余路徑,因此,要構建一個 TSN 網絡,需要滿足以下條件:1)使用支持 TSN 特性的計算機終端網卡、網橋或交換機設備;2)配置TSN 網絡參數。(2)TSN 協議族:各有
24、利弊協議族:各有利弊 TSN 協議族圍繞時間同步、低延遲、可靠性協議族圍繞時間同步、低延遲、可靠性(安全性)(安全性)、資源管理四、資源管理四個角度解決時間相關的問題個角度解決時間相關的問題。TSN 基于高精度時間同步協議(PTP),在網絡設備之間創建和分發一個時間計劃表,將計劃內的幀優先傳輸,主要是通過時間感知整形(流量調度)、搶占幀、預留帶寬、多鏈路冗余幀等多種機制完成,并產生了不同的協議種類。敬請閱讀末頁的重要說明 10 行業深度報告 圖圖 9 TSN 協議族協議族 資料來源:北匯信息、招商證券 時間敏感網絡使用需求促進著其技術的飛速發展,IEEE 802.1 工作組下的 TSN 任務組
25、以及其他組織在不斷推進著有關草案和標準的制定與發布。(1)時間同步(時間同步(Time synchronization)代表性協議:)代表性協議:IEEE802.1AS IEEE 802.1AS 標準是 IEEE std 1588 精準時間協議(precision time protocol,PTP)的特定配置文件,定義了廣義精準時間協議(generalized PTP,gPTP),并擁有更簡潔易操作的選項和功能。IEEE 802.1AS 通過在 gPTP 域的時間感知系統之間傳遞相關時間事件消息來完成網絡設備間的同步。gPTP 與 PTP 的同步機制類似,利用最佳主時鐘算法(best mas
26、ter clock algorithm,BCMA)在網絡中選擇主時鐘并建立同步時鐘樹,然后利用對等路徑時延測量機制計算主從時鐘端口間的時間誤差來進行同步。最新版本的IEEE802.1AS 的無縫切換功能能夠實現在主時鐘出現問題的情況下能夠快速切換到冗余時鐘,達到無縫切換冗余時鐘的效果。敬請閱讀末頁的重要說明 11 行業深度報告 圖圖 10 IEEE802.1AS 結構圖結構圖 資料來源:北匯信息、招商證券(2)低延時代表性協議:低延時代表性協議:IEEE802.1Qva/IEEE802.1Qch Qva 在網絡復雜的時候很難解決延時等問題。在網絡復雜的時候很難解決延時等問題。Qva 是早期在
27、AVB 中被經常采用的協議,主要功能在于能夠實現在突發的很大量的數據出現時能夠做平衡的處理,實現穩速輸出音視頻的數據,達到比較順暢的播放效果。但 Qva 在網絡變的非常復雜的情況下會難以解決時間延時的問題。圖圖 11 Qva 協議的發送機制協議的發送機制 資料來源:北匯信息、招商證券 Qch 的推出解決了的推出解決了 Qva 在復雜網絡下對延時控制效果不佳的問題。在復雜網絡下對延時控制效果不佳的問題。IEEE 用 Qch 自行設定周期保證每一跳之間最大的延時,隨著網絡復雜程度的增加,通過計算每一跳的最大延時就能計算出整個網絡系統的最大時延,保證了時延的確定性。但 Qch 也存在一定的問題,數據
28、經過交換機的時候整幀數據沒有發送完成的時候會一直占用這個端口,發送完成后其他數據才允許發送,所以如果一幀數據通過交換機設定時間過短的話很有可能會被網絡本身設定的干擾幀干擾到,Qch 設定的發送周期可能不足,從而違背設計初衷。敬請閱讀末頁的重要說明 12 行業深度報告 圖圖 12 Qch 協議工作機制協議工作機制 資料來源:北匯信息、招商證券 (3)IEEE802.1 Qbv/Qbu:周期性數據傳輸解決方案:周期性數據傳輸解決方案 Qbv 適用于周期性數據流的發送和控制。適用于周期性數據流的發送和控制。Qbv 是時間感知整形的一種數據發送方式,其通過閥門(Gate)開關來控制流量的流入流出,并將
29、每一個數據包都根據時間進行標記,實現在特定的時間讓特定的數據包通過并阻止其他數據包的傳輸以防止傳輸通道被占用,防止了網絡堵塞的可能,因此保證了周期性數據傳輸的時效性。圖圖 13 Qbv 傳輸機制傳輸機制 資料來源:騰訊數據中心、招商證券 Qbv 仍然存在被干擾幀影響傳輸效果的可能性,需要引入保護區(Guard Band)機制。如果干擾幀在發送期間同時到了需要發送周期性數據則會導致周期性數據的發送失敗,導致相應數據無法在預定的時間內傳輸,因此需要設置一個與干擾幀大小相同的 Guard Band。Guard Band 會保證期間進入的一個數據幀發送完成,在該數據幀發送完成之后 Guard Band
30、 會禁止后續的除關鍵數據以外的數據幀發送,這樣就保證了關鍵數據發送的時效性。敬請閱讀末頁的重要說明 13 行業深度報告 圖圖 14 Qbv 如何被干擾幀影響傳輸如何被干擾幀影響傳輸 資料來源:北匯信息、招商證券 Qbu 分片將干擾幀分成小塊,既滿足了傳輸的時效性要求,也能較好的提高帶寬利用率。分片將干擾幀分成小塊,既滿足了傳輸的時效性要求,也能較好的提高帶寬利用率。Qbv 雖然能保護關鍵流量免受其他網絡流量的干擾,但不一定帶來最佳的帶寬利用率和最小的通信時延。在支持 Qbu幀搶占的鏈路上,允許中斷非關鍵的標準以太網幀或者巨型幀的傳輸,并優先傳輸時間關鍵幀,然后在不丟棄先前傳輸的非關鍵幀片段的情
31、況下恢復傳輸中斷的數據,一個非關鍵的數據幀可以被多次搶占。在應用保護帶機制時,幀搶占能有效減小保護帶的最大長度,縮短信道空閑時間。幀搶占機制在保證關鍵型數據確定性低時延的同時,也提供了更細粒度的服務質量,提高了帶寬利用率。圖圖 15 Qbu 的干擾幀分片機制的干擾幀分片機制 資料來源:北匯信息、招商證券 Qch 也可以與 Qbv 相結合,引入 Guard Band 以及干擾幀分片機制,解決關鍵數據卡頓以及網絡帶寬資源利用率低的問題。敬請閱讀末頁的重要說明 14 行業深度報告 圖圖 16 使用使用 Qbv 的的 Och 協議協議 資料來源:北匯信息、招商證券 (4)IEEE802.1 CB:冗余
32、鏈路發送方式:冗余鏈路發送方式 802.1 CB 是通過設置冗余鏈路發送冗余幀,通過兩條不同的鏈路發送關鍵數據幀,在某一節點進行消除。類似于將重要文件復制多份,然后通過 A、B、C 三條路徑同時運送,三條路徑中一旦有一條路徑按時成功達到即可視為傳輸任務完成,達到可靠性比較高的需求,同時銷毀其他復制文件,也可與 IEEE 802.1Qcc 等協議結合,實現網絡的無縫冗余和快速恢復。圖圖 17 802.1 CB 冗余鏈路放方式工作原理冗余鏈路放方式工作原理 資料來源:北匯信息、招商證券 (5)IEEE 802.1Qca 路徑控制和預留路徑控制和預留 IEEE 802.1Qca 的路徑控制和預留(p
33、ath control and reservation,PCR)機制基于中間系統到中間系統 敬請閱讀末頁的重要說明 15 行業深度報告 (intermediate system to intermediate system,IS-IS)的擴展承載時間同步和調度控制信息,為數據流提供顯式路徑轉發控制,并允許使用非最短路徑。PCR 提前為每個流預定義受保護路徑的設置、帶寬預留和冗余(保護或恢復),為數據流提供彈性的控制機制。IEEE 802.1Qca 標準基于最短路徑橋接(shortest path bridging,SPB)協議并結合軟件定義網絡(software-defined network
34、,SDN)來完成路徑控制和預留。位于數據平面的 IS-IS 協議用于發現網絡拓撲和計算基本路徑等,位于控制平面中的路徑計算元件(path computation element,PCE)用于管理顯式路徑,PCE 與資源預留協議(SRP)交互以沿著顯式路徑預留資源。此外 PCE 可以管理顯式路徑的冗余,從而利用備用路徑在現實路徑上提供保護和恢復。(6)IEEE 802.1Qci 逐流過濾和監管逐流過濾和監管 當輸入 TSN 交換機的數據幀不符合要求時,不僅會影響關鍵數據的傳輸,還可能危害網絡設備的安全。IEEE 802.1Qci 定義的逐流過濾和監管(per-stream filtering a
35、nd policing,PSFP)基于規則匹配過濾和監控每個輸入設備的流,防止端點或網橋上的軟件錯誤,抵御惡意設備和攻擊(如 DOS 等)。圖圖 18 網橋中網橋中 MAC 幀的轉發過程幀的轉發過程 資料來源:懌星科技、招商證券 (7)流管理流管理 IEEE 802.1Qcc 提供了對 IEEE 802.1Qat 流預留協議(stream reservation protocol,SRP)的增強和全局管理與控制網絡的工具,支持靜態或動態網絡配置,通過減少預留消息的大小和頻率改善原有的 SRP,僅通過鏈路狀態或預留變化來觸發更新。IEEE 802.1Qcc 提供了 TSN 應用程序與網絡組件之間
36、的用戶網絡接口(user network interface,UNI)。網絡開始運行之前,集中用戶配置(CUC)會向網絡集中控制器(CNC)發起檢索網絡物理拓撲請求,CNC 遍歷網絡拓撲后將結果返回至 CUC。CUC 接收網絡拓撲后開始收集網絡資源需求,如哪些終端設備之間要進行通信、TSN 流的周期、大小和時延界限等,并發送至 CNC。CNC 根據網絡物理拓撲和網絡需求計算每個 TSN 幀的調度表并發送至每個網橋,同時 CUC 將調度表分發至每個終端設備并要求 敬請閱讀末頁的重要說明 16 行業深度報告 終端設備依據調度表進行數據傳輸。至此,CUC 和 CNC 分別通過代理的方式完成了網絡的配
37、置。當有新的設備加入網絡或有新的 TSN 流產生時,依然可以用此方式在網絡運行時重新配置。圖圖 19 802.1Qcc 定義的集中配置模型定義的集中配置模型 資料來源:開源 TSN 系統設計、招商證券 (3)TSN 技術難點技術難點 TSN 網絡技術的難點在于:網絡技術的難點在于:1)在在網絡震蕩的情況下,保持網絡震蕩的情況下,保持高度的時間高度的時間同步同步。即當網絡不斷的發生震動、震蕩,且網絡仍然要求同步做到納秒級,需要各方面技術網絡保持同步。2)整網配置,整網配置,TSN 技術系統不是固定系統,而是多個變化、復雜的大系統進行整合。技術系統不是固定系統,而是多個變化、復雜的大系統進行整合。
38、3)如何保證原有網絡的資源要素在現有的平臺去保持同步跟進,而非重新構建、打造如何保證原有網絡的資源要素在現有的平臺去保持同步跟進,而非重新構建、打造。在賦能客戶同步降本、迭代升級的同時,如何助力其平滑切換到 TSN 網絡,其中不僅需要構建大量的技術解決方案,同時還需要吸收眾多的行業經驗;二、二、TSN 在在工業、車載領域應用趨勢明顯工業、車載領域應用趨勢明顯 1、工業:工業:TSN 是實現工業自動化以及工業互聯網愿景的前置條件是實現工業自動化以及工業互聯網愿景的前置條件 傳統工業不同層級之間相互孤立,設備之間也互不兼容。傳統工業不同層級之間相互孤立,設備之間也互不兼容。傳統的有線工業通信基于現
39、場總線和工業以太網技術提供實時可靠的連接服務。常用的現場總線技術包括 Modbus、CAN(controller area network)、Profibus(process field bus)等,而工業以太網技術種類繁多,包括 Sercos(serial realtime commu-nication specification)、PROFINET(process field net)、EtherCAT(Ethernet control automation tech-nology)等。這些異構的工業通信總線和網絡標準兼容性差,數據互通困難,導致形成了工業生產的一座座信息孤島,無法滿足未來
40、工業互聯網全面連接的目標。如果想要將相關的工業設備連接到以太網,需要根據不同的底層設備來編寫接口和應用層配置工具,這些工作的復雜性和任務量會消耗大量的人力物力,大大增加生產成本。除此之外,傳統工會也自動化也存在一定的延遲和控制問題、不能線路共享、傳輸速度無法超過 100MB/s 也極大的影響了擴展性。在應用層面,由于各使用的硬件與軟件也是相對獨立,互相之間也會影響交互的操作性,額外增加運營與維護成本,也給工業環境帶來了一定的應用層面的不穩定性,最終導致各層間難以實現系統集成和透明可視,對整個價值鏈造成不利影響。敬請閱讀末頁的重要說明 17 行業深度報告 圖圖 20 工廠內“兩層三級”架構互不互
41、通工廠內“兩層三級”架構互不互通 資料來源:工業互聯網產業聯盟、招商證券 圖圖 21 當前工業自動化的普渡模型當前工業自動化的普渡模型 資料來源:MOXA、招商證券 在工業控制方面,有許多應用場景對實時性、確定性、魯棒性要求很高在工業控制方面,有許多應用場景對實時性、確定性、魯棒性要求很高,未來的工業通信領域將會向著統一、融合、未來的工業通信領域將會向著統一、融合、確定以及低時延方向發展確定以及低時延方向發展。企業本身始終具備著提升保持最大程度的靈活性、提升效率以及響應能力的需要,傳統制造逐漸轉向柔性制造。在這類需求的驅動下,工業自動化以及工業互聯網等技術的發展逐漸成為工業領域主流趨勢,不斷驅
42、動著各個層級的工業通信網絡走向融合。我們認為,實現高階的柔性制造或自動化生產必然要求,未來的工業場景中各個層級之間孤立的現狀將會被逐漸打破并走向融合統一。敬請閱讀末頁的重要說明 18 行業深度報告 圖圖 22 未來工業自動化的普渡模型未來工業自動化的普渡模型 資料來源:MOXA、招商證券 基于以太網的基于以太網的 TSN 技術不僅能夠滿足上述要求,并且為工業以太網連接到數據中心提供了解決方案。技術不僅能夠滿足上述要求,并且為工業以太網連接到數據中心提供了解決方案。TSN 能夠提供高效率的實時決策信息,而且相較于現有的工業以太網技術,TSN 是開放的標準,能夠使得設備易于升級,降低成本,并且實現
43、更好的兼容性。傳統的控制技術都是各廠家和設備提供商的專有技術,不同的控制系統之間可能無法實現兼容,升級改造也很困難。TSN 憑借這一點在一定程度上解決了工業控制領域傳輸協議復雜的問題。,實現設備之間的互聯互通,推動 IT 和 OT 網絡融合,當前已有多個成功應用案例。圖圖 23 TSN 幫助企業向柔性制造轉型幫助企業向柔性制造轉型 資料來源:MOXA、招商證券 2、車載車載:TSN 為自動駕駛提供網絡時效性以及安全性保障為自動駕駛提供網絡時效性以及安全性保障(1)傳統汽車網絡架構能實現的功能有限)傳統汽車網絡架構能實現的功能有限 汽車智能化大勢所趨,網絡架構升級已迫在眉睫。汽車智能化大勢所趨,
44、網絡架構升級已迫在眉睫。近年來隨著信息技術的不斷進步和發展,智能交通、車聯網、自動駕駛等先進技術逐漸映入人們眼簾。汽車中的車載電子系統的作用越來越重要。例如現在廣受關注的系統需要進行大量的數據傳輸和處理。ADAS 系統通過各種各樣安裝在汽車上的傳感器,不斷分析車內外的駕駛環境,在汽車行駛時收集數據并對其進行分析,從而實現車輛的緊急制動,避免駕駛中發生意外碰撞、偏離車道等情況,也能夠 敬請閱讀末頁的重要說明 19 行業深度報告 實現輔助倒車、自適應巡航和駕駛員疲勞探測等功能。這些功能對車載網絡數據傳輸的質量有著嚴格的要求。在傳統網絡架構中,車內ECU透過內聯網及中央網關連接來在不同子網間傳輸數據
45、,雖然也具有ECU以及中央網關等部件,但功能較單一,主要作為信息傳送、數據轉換的通道,并未設計成適合數據處理的結構。圖圖 24 傳統車載網絡架構傳統車載網絡架構 資料來源:北匯信息、招商證券 傳統的車載網絡技術有 CAN 總線、LIN、FlexRay、MOST 等。CAN 總線主要用于汽車的剎車、引擎和懸掛等系統;LIN 用于燈光、車門和遙控等系統;FlexRay 主要負責引擎控制、ABS、懸掛等;而 MOST 是車載多媒體的首選協議。隨著汽車電子的發展,這些車載網絡所存在的不兼容、帶寬小、高延遲和抖動等缺點逐漸突顯。(2)汽車智能化時代開啟,引入車載)汽車智能化時代開啟,引入車載 TSN 已
46、成剛需已成剛需 汽車朝著自動駕駛的方向發展,大量精密的傳感器被融合進系統之中,產生了新應用場景 如 GPS 坐標和當前道路狀況及發動機的控制器進行信息交互、大燈的亮度可隨周圍環境的變化而變化以節約能源等。日益增加的高帶寬、低時延、可跨域通信和安全性的網絡需求使得傳統車載網絡架構已難以滿足汽車智能化時代的網絡需求,主要體現在:1)數據傳輸量的急劇上升。數據傳輸量的急劇上升。隨著新興的車載需求不斷提升尤其是自動駕駛技術的不斷進步,車載數據傳輸量將會出現指數級上升。據北匯信息估算,一輛自動駕駛的汽車每小時產生的數據量有望高達 4TB,傳統汽車網絡架構已經難以滿足自動駕駛時代汽車的數據傳輸需求。2)時
47、效性要求的提高以及時間同步需求的上升。時效性要求的提高以及時間同步需求的上升。自動駕駛系統對于數據由簡單的傳輸已經升級成為需要實時高效的處理,這對車載網絡架構提出了新的要求。除此之外,為保證數據處理的準確性,自動駕駛對于數據之間的時間同步也有較高要求,傳統汽車網絡無法滿足此類需求。3)高度自動駕駛下的安全性保障。高度自動駕駛下的安全性保障。自動駕駛系統對于網絡堵塞、延遲等容忍度極低(一旦出現問題對于乘客來說大概率是致命性后果),因此從安全性的角度出發,設置充足的冗余網絡也是汽車智能化時代中自動駕駛的必要要求。傳統車載網絡對時延不保證,也不具備設置冗余的結構。4)網絡安全保障。網絡安全保障。由于
48、新一代智能汽車與互聯網將會產生連接,因此必須考慮在網絡攻擊以及單點功能失效造成的流量過載等因素對于汽車行駛安全的威脅。敬請閱讀末頁的重要說明 20 行業深度報告 圖圖 25 智能駕駛系統設計的傳感器多且數據量大智能駕駛系統設計的傳感器多且數據量大 資料來源:Semiconductor Engineering,招商證券 我們認為我們認為 TSN 將會是上述問題的最佳解決方案。將會是上述問題的最佳解決方案。智能駕駛領域的發展不斷引領車載網絡架構不斷發生變革,當前整車廠的設計方案通常傾向于將車輛按照不同的功能劃分不同的域,整合域中部分功能相近 ECU 的功能在域控制器下來管理,形成 Domain A
49、rchitecture,例如:ADAS、車載娛樂、車身控制、動力傳動等域,而 TSN 網絡則是對這種設計架構提供了有力保障,設想其將具備高速 IP 網絡連接、智能自動駕駛員輔助/制動系統、信息娛樂門戶、簡化的內部線束及更輕的總重量。圖圖 26 Domain Architecture 資料來源:北匯信息、招商證券 目前支持 TSN 的車載設備已經開始逐步面市,例如 Marvell 公司所推出的 88Q5050 車載以太網交換芯片,是一款端口、高安全性車載千兆以太網交換芯片,能夠對輸入端口的 AVB 流進行監管和限流。博通也推出了 BCM5316x 系列交換芯片,主要的目標市場就是無人車、無人機、
50、機器人和 L3 級別的無人駕駛。敬請閱讀末頁的重要說明 21 行業深度報告 三、三、TSN 與其他新興技術的融合趨勢與其他新興技術的融合趨勢 1、5G 與與 TSN 5G 賦能工業已成為大趨勢,是與工業互聯網融合發展的重要技術手段之一。賦能工業已成為大趨勢,是與工業互聯網融合發展的重要技術手段之一。3GPP 5G 無線通信網絡技術也是工業互聯網的重要連接技術之一。5G 的三大典型應用場景包括增強移動寬帶、大規模機器類通信以及超高可靠低時延通信。5G 可滿足工業互聯網不同類型業務的通信需求。5G 通信具備不需要布線、部署靈活以及移動性支持等優勢,在自動巡檢、機器人等工業領域有著廣泛應用前景。5G
51、 與與 TSN 融合為工業設備無線接入融合為工業設備無線接入 TSN 網絡的適配提供解決方案,在保證可靠性和傳輸延遲的基礎上,很好地適網絡的適配提供解決方案,在保證可靠性和傳輸延遲的基礎上,很好地適應工業現場環境復雜多變的情況。應工業現場環境復雜多變的情況。5G TSN 典型的應用場景包括場內產線設備控制、機器人控制、AGV 控制、5G 可編程邏輯控制器(PLC)。場內產線設備控制:面向數控機床、立體倉庫、制造流水線,基于 5G TSN 打通產線設備和集中控制中心的數據鏈路,實現工業制造產線的遠程、集中控制,以更好地提升生產效率。機器人控制:在工業自動化產線,利用 5G TSN 低時延特性,結
52、合傳感器技術,實現機器人和機械臂的環境感知、姿態控制、遠程操作、自動控制等功能,滿足智能生產需求。AGV 控制:在生產車間及園區中,通過視覺、雷達、無線等多種技術進行融合定位和障礙物判斷,經低時延 5G網絡上傳位置和運動信息,實現 AGV 的自動避障和相互協同工作,提升產線自動化水平。5G PLC:在生產過程中,利用 5G 網絡實現 PLC 之間、PLC 與廠內系統間的系統數據傳輸,在保證數據安全和實時性的同時,減少車間內布線成本,快速實現產線產能匹配,助力柔性制造。圖圖 27 TSN+5G 網絡架構網絡架構 資料來源:中國電子技術標準化研究院、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 22 行業深度
53、報告 2、TSN 與與 SDN(軟件定義網絡)技術(軟件定義網絡)技術 工業異構網絡逐漸復雜,工業異構網絡逐漸復雜,SDN 技術助力簡歷綜合管控平臺進行集中管理。技術助力簡歷綜合管控平臺進行集中管理。工業現場逐漸走向以網絡為中心的布局,導致工業異構網絡現場趨于復雜化,SDN 技術將數據平面和控制平面分離,并通過集中控制方式滿足定制化的工業業務需求,加快部署時間、提高網絡資源利用率,同時穩定硬件投入成本增長速度。圖圖 28 基于基于 SDN 的工業異構網絡架構的工業異構網絡架構 資料來源:中國電子技術標準化研究院、招商證券 基于基于 SDN 的工業異構網絡架構在數據交換層的交換機可為時間敏感型應
54、用支持的工業異構網絡架構在數據交換層的交換機可為時間敏感型應用支持 TSN。SDN 控制器對根據操作能力以及操作時間封裝后的數據包進行統一的集中管理,SDN 的工業異構網絡架構將不同應用的服務質量(QoS)映射到 SDN 網絡基礎設施上,從而形成支持 TSN 分時操作的工業 SDN 統一管控架構。3、TSN 與與 OPC UA OPC UA over TSN 是目前工業界的普遍共識。是目前工業界的普遍共識。OPC UA 主要解決語義互操作、垂直行業信息模型、上層傳輸如 C/S結構、Pub/Sub 結構的傳輸,以及信息安全的機制,TSN 則提供實時性保障以及統一的底層網絡支撐,兩者共同構成整個工
55、業 RAMI4.0/IIC 的工業互聯網通信框架。在此之上,OPC UA 在機器學習、數字孿生與底層物理系統交互中也將扮演重要角色,因此,OPC UA over TSN 是未來整個工業通信網絡發展的一個重要趨勢。敬請閱讀末頁的重要說明 23 行業深度報告 圖圖 29 TSN OPC UA over TSN 結構結構 資料來源:中國電子技術標準化研究院、招商證券 四、四、TSN 產業投產業投資機會資機會逐漸出現逐漸出現 我國一直重視我國一直重視 TSN 的技術研究和產業落地的技術研究和產業落地。2017 年國務院發布國務院關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見,指出要夯實網絡基礎
56、,計劃到 2025 年,工業無線、TSN、IPv6 等工業互聯網網絡技術在規模以上工業企業中廣泛部署;加大關鍵共性技術攻關力度,開展時間敏感網絡等新型網絡互聯技術研究。2020 年 8 月,工業和信息化部發布關于推動工業互聯網加快發展的通知,提出增強關鍵技術產品供給能力,鼓勵相關單位在時間敏感網絡等領域加快技術攻關,加快部署應用。TSN 技術已經逐步趨于成熟,技術已經逐步趨于成熟,終端用戶終端用戶已已開始研究開始研究 TSN 解決方案解決方案。由于 TSN 具有的特性非常契合當前工業、車載等下游領域的痛點,眾多工業自動化以及汽車領域企業已經開始研究和應用 TSN 的解決方案,科研機構、標準化機
57、構和測試廠商也已經初步確立確立了“技術-標準-檢測”產業技術路徑。當前包括英特爾、博通、德州儀器(TI)在內的主流芯片提供商的 TSN 芯片都已經上市銷售;以華為、新華三、思科、摩莎為代表的通信設備廠商也已有相關樣機面世,相關產品也計劃于 2020 年正式上市銷售;工業廠商方面,CC-Link 支持 TSN 的系列產品已經于 2019 年上市發售,Profinet、EtherCAT、Ethernet/IP 等工業以太網也積極尋求與 TSN 兼容的技術方案。在 2018 年、2019年的紐倫堡和漢諾威工業博覽會上,時間敏感網絡技術已經連續兩年成為產業界關注的焦點。敬請閱讀末頁的重要說明 24 行
58、業深度報告 圖圖 30 TSN 產業圖譜產業圖譜 資料來源:中國電子技術標準化研究院、招商證券 1、TSN 芯片:外資為主,國內東土科技已有突破芯片:外資為主,國內東土科技已有突破 世界半導體大廠已經積極投入到了世界半導體大廠已經積極投入到了 TSN 芯片的研發中,國內公司也有所進展。芯片的研發中,國內公司也有所進展。恩智浦(NXP)在 LS1028A 工業應 用處理器內置了 TSN 轉換器和 TSN 終端模塊,同時也具備 TSN 交換芯片產品。亞德諾半導體推出了專用 TSN 交換芯片。德州儀器(TI)公司的 Sitara 處理器、瑞薩電子 RZ/N1D 處理器都內置了 TSN 支持。賽靈思(
59、Xilinx)等 FPGA廠商,也提出了基于現場可編程門陣列(FPGA)的 TSNIP 核心解決方案。在國產方面,東土科技推出了中國首款TSN 時間敏感網絡芯片并獲準商用,在未來有望打破 TSN 芯片領域歐美壟斷的市場格局。敬請閱讀末頁的重要說明 25 行業深度報告 圖圖 31 布局布局 TSN 芯片的廠商芯片的廠商 資料來源:中國電子技術標準化研究院、招商證券 2、網絡交換機網絡交換機:國外與國內廠商均有面世產品國外與國內廠商均有面世產品 表表 1:海外廠商海外廠商 TSN 交換機產品(部分)交換機產品(部分)廠商廠商 產品系列產品系列 特性特性 支持協議支持協議/功能功能 產品圖片產品圖片
60、 Cisco IE4000 系列交換機 可承受極端環境,同時符合整體 IT 網絡設計,合規性和性能要求。具有 Cisco DNA 中心管理的擴展企業功能,并支持物聯網的軟件定義訪問擴展;帶寬和容量:40-Gbps 無阻塞交換容量,每個交換機最多 20 個千兆以太網端口;一個簡單的,即用即付的軟件升級路徑,帶有通用軟件映像;它支持高密度工業有源以太網(PoE)/PoE+支持,可為多達 8 個電源設備提供在線電源,如 IP 攝像頭,電話或無線接入點。IEEE 802.1AS IEEE 802.1Qbv IEEE 802.1AB 恩智浦 NXP LS1028A LS1028A開發板集成了三個SJA1
61、105TEL汽車以太網 2 層交換機,TSN 功能全都部署在SJA1105TEL 中,開發板將 TSN 交換機擴展到12個端口。搭載的是雙核 armv8 架構的 A72 核心。IEEE 802.1Q IEEE 1588v2 IEEE 802.1Qci IEEE 802.1Qbv 博通 BCM53570 Series 集成了高速 ARM Cortex-A9 處理器、嵌入式Cortex-R5 處理器。全面兼容符合 IEEE 標準的TSN 功能,為工業以太網、5G 無線連接和傳輸網絡提供確定性行為。IEEE 802.1Qca IEEE 802.1Qbv IEEE802.1Qbu IEEE 802.3
62、br IEEE 802.1Qch 時鐘同步,PTP,IEEE802.1AS-Rev,1588 v2 IEEE 802.1Qcc IEEE 802.1Qci IEEE 802.1CB IEEE 802.1CM 敬請閱讀末頁的重要說明 26 行業深度報告 BCM56070 Series 體量小、功耗低、線速率以太網交換機,具有靈活的 I/O,支持從 1G 到 100G 的不同端口速度,能夠直接連接到多 Gig 物理驅動器。設備最多支持 1625G、2810G 和 482.5G 端口。IEEE 1588 802.1CB 802.1Qci 802.1Qch Moxa TSN-G5008 配備了8個千兆
63、以太網端口和多達2個光纖端口。全千兆以太網設計,使此系列交換機成為將現有網絡升級至千兆速率,或者構建新的全千兆骨干網絡以滿足未來高帶寬應用的優選。緊湊型設計和用戶友好配置界面的全新 Moxa web GUI,簡化了網絡部署。802.1AS 802.1Qbv 亞德諾半導體 0ACST052.1 具有 5 個 100/1000Mbit 端口的二層工業交換機,包含 4 個 TSN 端口和 1 個以太網端口(RJ45)IEEE 802.1As-2020-(PTP)IEEE 802.1Qbv IEEE 802.1Qav IEEE802.1Qbu 資料來源:中國電子技術標準化研究院、招商證券 表表 2:國
64、產廠商國產廠商 TSN 交換機產品(部分)交換機產品(部分)廠商廠商 產品系列產品系列 特性特性 支持協議支持協議/功能功能 產品圖片產品圖片 華為 AR 550E 單端口最大帶寬 1 Gbps,具有八個10M/100M/1000M 自適應電口,可通過自協商與對端設備協商端口速率及雙工模式,單跳時延小于 10 us,抖動小于 500 ns,時間同步精度 20 ns,樣機集成了 8 個千兆(GE)TSN 端口。IEEE 802.1AS IEEE802.1Qbv IEEE802.1Qcc IEEE802.1Qbu 新華三 H3C IE4320 支持 Internet 寬帶接入,支持VOD等多媒體服
65、務,支持 VoIP 等時延敏感的語音業務。提供支持組播的音頻和視頻的服務功能,提供千兆端口接入,提供萬兆或千兆上行。支持 Jumbo Frame,支持802.1X,MAC 認證,端口安全,支持 LACP 協議,支持 4K 個 VLAN,支持最大 16K MAC 地址及黑洞 MAC 等特性,支持基于端口的二三層優先級自動映射,支持基于端口的鏡像,支持重定向,支持端口隔離,支持訪問控制列表,支持端口限速。IEEE 802.1AS IEEE 802.1Qbv IEEE 802.1Qcc 三旺通信 ICS5400TSN 集成了時間敏感網絡(TSN)特性的三層管理型工業以太網交換機。支持多種網絡協議和行
66、業標準,如 TSN、MRP、STP/RSTP、DHCP、VLAN、QoS 功能、IGMP Snooping 功能、LLDP 等;擁有完善的管理功能,支持漏電流、端口配置、訪問控制、網絡診斷、在線升級等;可支持 CLI、WEB、Telnet、SNMP、Netconf、Restconf 等訪問方式 IEEE 802.1AS IEEE 802.1Qbv IEEE802.1Qbu IEEE 802.3br IEEE 802.1Qci IEEE 802.1Qch IEEE 802.1CB 敬請閱讀末頁的重要說明 27 行業深度報告 IES6300TSN 提供 8 路千兆電口和 2 千兆路 SFP 插槽,
67、采用DIN 導軌式安裝方式,能滿足不同應用工業現場的需求 IEEE 802.1AS IEEE 802.1Qav IEEE 802.1Qbv IEEE 802.1Qbu IEEE 802.3br 東土科技 SICOM3000TSN 集成了時間敏感網絡(TSN)特性的卡軌式管理型工業以太網交換機,提供 210GBase-X SFP+接口,4100/1000Base-X SFP 接口,810/100/1000Base-T(X)RJ45 電口,可通過自協商與對端設備協商端口速率及雙工模式 IEEE802.1AS PTP IEEE 802.1Qbu IEEE 802.1Qbv IEEE 802.1Qcc
68、 IEEE 802.1Qci 資料來源:SDNLAB、中國電子技術標準化研究院、招商證券 五、五、推薦標的推薦標的 1、三旺通信(三旺通信(688618.SH)-強烈推薦強烈推薦 高度重視科技研發創新投入,高度重視科技研發創新投入,TSN 等新技術布局成效顯現。等新技術布局成效顯現。三旺通信高度重視科研,積極布局工業無線、TSN 等新技術。以 TSN 技術為例,TSN 技術不僅會使交換機溢價 20%-25%,且會帶來其他相關工業通信產品的更新升級空間。全球 TSN 市場預計將從 2021 年的 1.34 億美元增長到 2026 年的 11.88 億美元,CAGR 高達 54.7%。目前公司TS
69、N 產品已在煤炭、軌道交通等領域實現了早期合作,積累先發優勢,有望在 TSN 推動的設備更新換代潮中收益。2021 年公司完成年公司完成 TSN 與與 Hass 平臺開發,預計從今年開始陸陸續續有訂單落地。平臺開發,預計從今年開始陸陸續續有訂單落地。TSN 為工業組網與汽車車身局域網的主流技術方向,第三方預測未來增長 50%,目前各大工控廠商系數入局,汽車廠商逐步入局。Hass 平臺為公司業務模式的重大突破,會從產品型過度到解決方案型,單體價值量可擴大 10 倍。今年預計在工業領域會率先突破,后續可關注公司業務進展。2、東土科技(東土科技(300353.SH)發布我國首款發布我國首款 TSN
70、芯片,引領芯片,引領 TSN 國產化進程。國產化進程。TSN 未來在工業、汽車等領域應用趨勢明顯,世界半導體大廠已世界半導體大廠已經積極投入到了經積極投入到了 TSN 芯片的研發中,芯片的研發中,恩智浦(NXP)、亞德諾半導體等世界半導體大廠都推出了自身的 TSN 芯片解決方案。在國產方面,東土科技推出了中國首款 TSN 時間敏感網絡芯片并獲準商用,在未來有望打破 TSN 芯片領域歐美壟斷的市場格局,對于我國的 TSN 國產化具有重要意義。敬請閱讀末頁的重要說明 28 行業深度報告 分析師分析師承諾承諾 負責本研究報告的每一位證券分析師,在此申明,本報告清晰、準確地反映了分析師本人的研究觀點。
71、本人薪酬的任何部分過去不曾與、現在不與,未來也將不會與本報告中的具體推薦或觀點直接或間接相關。董瑞斌董瑞斌:招商證券中小盤首席分析師 本科就讀于中國科技大學,博士畢業于中國科學院上海技術物理研究所,曾在國泰君安研究所,海通證券研究所從事電子行業,中小盤研究。于 2016 年加盟招商證券研發中心,從事中小盤研究。2013 年中小盤新財富最佳分析師第二名,2015 年電子行業新財富最佳分析師第五名,2016 年中小盤新財富最佳分析師第五名,2017 年中小盤新財富最佳分析師第二名及水晶球第二名。余俊余?。赫猩套C券通信行業首席分析師 東南大學微電子學碩士,7 年民航空管通信導航方向技術及管理經驗,民
72、航局通信導航專家庫成員。曾分別獲得 2020 及 2019 年 wind“金牌分析師”第一和第三名,2020 年 21 世紀“金牌分析師”第三名,2020 及 2019 年新浪金麒麟“新銳分析師”第一名和“最佳分析師”第五名;2017 年金牛獎第一名,新財富第四名,保險資管最佳分析師第二重要團隊成員;2016 年新財富第三,水晶球第二重要團隊成員。李哲瀚:李哲瀚:招商證券通信行業分析師 中國科學技術大學理學學士,香港大學金融碩士,2022 年初加入招商證券通信余俊團隊,專注于泛物聯網板塊等相關領域研究;曾任職于中國銀河國際,3.5 年港股 TMT 行業研究經歷。評級評級說明說明 報告中所涉及的
73、投資評級采用相對評級體系,基于報告發布日后 6-12 個月內公司股價(或行業指數)相對同期當地市場基準指數的市場表現預期。其中,A 股市場以滬深 300 指數為基準;香港市場以恒生指數為基準;美國市場以標普 500 指數為基準。具體標準如下:股票股票評級評級 強烈推薦:預期公司股價漲幅超越基準指數 20%以上 增持:預期公司股價漲幅超越基準指數 5-20%之間 中性:預期公司股價變動幅度相對基準指數介于 5%之間 減持:預期公司股價表現弱于基準指數 5%以上 行業評級行業評級 推薦:行業基本面向好,預期行業指數超越基準指數 中性:行業基本面穩定,預期行業指數跟隨基準指數 回避:行業基本面轉弱,
74、預期行業指數弱于基準指數 重要重要聲明聲明 本報告由招商證券股份有限公司(以下簡稱“本公司”)編制。本公司具有中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格。本報告基于合法取得的信息,但本公司對這些信息的準確性和完整性不作任何保證。本報告所包含的分析基于各種假設,不同假設可能導致分析結果出現重大不同。報告中的內容和意見僅供參考,并不構成對所述證券買賣的出價,在任何情況下,本報告中的信息或所表述的意見并不構成對任何人的投資建議。除法律或規則規定必須承擔的責任外,本公司及其雇員不對使用本報告及其內容所引發的任何直接或間接損失負任何責任。本公司或關聯機構可能會持有報告中所提到的公司所發行的證券頭寸并進行交易,還可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行業務服務??蛻魬斂紤]到本公司可能存在可能影響本報告客觀性的利益沖突。本報告版權歸本公司所有。本公司保留所有權利。未經本公司事先書面許可,任何機構和個人均不得以任何形式翻版、復制、引用或轉載,否則,本公司將保留隨時追究其法律責任的權利。