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1、5G-TSN 技術實踐白皮書英特爾公司中國聯通、香港應用科技研究院2024 年 6 月目 錄前言.1一、概述.2二、技術現狀及挑戰.22.1 TSN 標準及產業發展.22.2 5G-TSN 標準化演進.32.3 5G-TSN 發展挑戰.3三、基于云原生技術的 5G-TSN 解決方案.43.1 DS-TT.63.2 NW-TT.83.3 測試驗證.93.4 實踐成效.9四、應用場景.104.1 工業互聯網.104.2 車聯網.11五、展望.12縮略語.121前言隨著工業數字化和智能化的推進，工業網絡中大量存在的 AGV、機器人、運動協作、物流、柔性化生產等場景提出了確定性的移動網絡服務需求。5G

2、-TSN 定義了 5G 網絡中的確定性通信服務能力，使 5G 網絡能夠以與業務同步的節拍傳輸數據，提供有邊界的業務保證能力，包括傳輸時延，抖動，丟包率，可靠性等 SLA 指標，從而為工業生產提供確定性的服務保障。然而 5G-TSN 產業目前尚處于發展初期，目前網絡不具備齊套部署條件，客戶側業務配置導入困難。中國聯通一直致力于推動 5G-TSN 產業化。2023 年成立 5G-TSN 聯合攻關實驗室，與產業合作伙伴積極開展了一系列技術實踐。近期，中國聯通攜手英特爾和香港應用科技研究院推出云原生、輕量化的端到端 5G-TSN 解決方案：基于標準協議實現了 5G-TSN 跨域精準時間同步與門控調度，

3、并基于標準化接口實現對業務流的精確編排與調度；支持標準容器平臺，優先打通 5G-TSN 數據面功能，更易于現階段業務落地。5G-TSN 技術正在向工業核心生產縱深發展，中國聯通希望與合作伙伴攜手共進，持續推進 5G-TSN 標準化解決方案，共同推動 5G-TSN 技術實踐，賦能行業發展，加速工業智能化進程。編寫組成員（排名不分先后）：中國聯通：魏進武、黃蓉、王友祥、裴郁杉、李先達、李瑞華、龐博、陳瑤華、吳越、劉珊、黃倩、周偉、劉歡歡、常瀚文香港應用科技研究院：范世君、曾佑佑、張建軍、董亮、夏亮、李偉、劉敏英特爾：趙騫理、高紀明、曾紅李、張可、張海亮、王虎文技術實踐白皮書5G-TSN 2一、概述

4、二、技術現狀及挑戰5G 憑借在高帶寬、低延時等方面的關鍵網絡能力，成為加速傳統行業轉型，以及培育新型業態的重要支撐。對于工業自動化、智能交通調度等時延敏感型應用而言，5G 專網仍需要在超低時延、時延抖動、可靠性、可用性等方面進行進一步提升，以滿足實際場景的嚴苛要求。在此背景下，5G 和 TSN 的協同創新成為 5G 專網實現能力躍升的重要方向。5G-TSN 有助于將 5G 網絡跨域時鐘傳輸抖動從幾十毫秒級降至微秒(us)量級，平均傳輸時延從幾十毫秒級下降至毫秒(ms)量級，從而滿足更多行業應用的嚴苛要求，為行業用戶帶來更加高效、穩定的網絡服務。隨著 5G-A(5G-Advanced)標準被正式

5、凍結，5G-A 技術的商用版圖正式展開，這也給 5G-TSN 技術帶來了廣闊的應用前景。5G-A 的強大網絡能力與 TSN 低時延、高確定性能力的結合，可以支撐沉浸實時、工業互聯、通感一體、千億物聯以及天地一體等應用場景對于網絡的需求。本白皮書提出了一種云原生、輕量化的 5G-TSN 技術解決方案，形成了集成終端側 TSN 轉換器(DS-TT)、網絡側 TSN 轉換器(NW-TT)在內的端到端 5G-TSN 平臺，實現低至 10ms 的網絡時延1，可有效滿足工業生產、車聯網等應用場景的嚴苛要求。該方案可實現端到端一體化交付，有助于用戶節約在部署、調試、優化方案方面的成本，加快 5G-TSN 商

6、用。2.1 TSN 標準及產業發展 TSN 作為新一代以太網技術，是一組基于標準以太網絡的 IEEE 標準、規范和功能的集合，用于支持時間敏感應用和精確的時間同步、數據的及時傳輸和流量調度。TSN 技術相應基礎共性標準主要由 IEEE 802.1 TSN 工作組研究制定。TSN 1數據援引自香港應用科技研究院的內部測試結果。英特爾并不控制或審計第三方數據。請您審查該內容，咨詢其他來源，并確認提及數據是否準確。關鍵的特性之一是提供確定可靠的消息傳遞，主要通過時間同步和流量調度來保障，具體過程分別由 IEEE 802.1AS 和 IEEE 802.1Qbv 等標準實現。TSN 的另一個關鍵特性是支

7、持開放的、獨立于供應商的網絡配置，因此可以由任何供應商的任何標準兼容設備組成，并且可以由任何符合標準的網絡配置軟件來配置。表 1.IEEE TSN 任務組標準示例IEEE 標準描述信息IEEE 802.1AS定時與同步定義以太網時間同步的相關協議，用于確保滿足時間敏感應用的同步要求。IEEE 802.1Qbv時間感知整形器定義了一種時間感知整形器(Time Aware Shaper,TAS)，支持 Qbv 協議的交換機可以按照配置好的門控列表來打開/關閉交換機出口隊列，從而為周期型的重要數據提供確定性延遲保障。IEEE 802.1Qbu幀搶占旨在降低數據流延遲的同時，最大限度地提升數據鏈路的有

8、效帶寬。IEEE 802.1CB幀復制和消除定義了網橋和終端創建、消除重復幀的程序、管理對象和協議，用于提高數據傳輸的可靠性。3目前，TSN 網絡技術已成為包括芯片廠商、通信設備廠商、自動化廠商、相關行業組織以及各類研究機構在內的產業鏈各個組成環節關注的熱點。在芯片領域，以太網芯片開發廠商紛紛推出 TSN 工業以太網芯片，面向實時應用場景的 CPU 也逐步增加了對 TSN 功能的支持，這些芯片能夠與現有標準以太網交換芯片兼容，同時有效地實現了 TSN 功能。通過搭載具備 TSN 功能的芯片，并支持關鍵的 IEEE TSN 標準，TSN 交換機成為構建 TSN 網絡的關鍵設備之一，已經廣泛應用于

9、各種實時性要求較高的場景。2.2 5G-TSN 標準化演進5G 與 TSN 協同可提供更好的移動性、靈活性、業務編排能力，并有效降低運維成本，能夠進一步擴大 5G 網絡和 TSN 技術的應用場景。其具備端到端的時間/頻率同步、高可靠性、低延遲和抖動，提供了超越普通 5G 網絡方案的確定性，從而能夠解決智能制造、智慧交通等垂直行業中，柔性制造、遠程設備控制、設備協作、現場輔助組裝、質量控制和安全監控等應用在網絡確定性和延遲方面的挑戰。目前，多個行業組織都啟動了對 5G-TSN 的標準研究與制定工作。其中，3GPP 在 3GPP Release16(R16)、3GPP Release17(R17)

10、和 3GPP Release18(R18)等多個版本的標準規范中，提出了多項 5G-TSN 的相關標準。3GPP 5G R16 標準提出了 5G 與 TSN 網絡的協同，5G URLLC 能力的逐步成熟為實現 5G 與 TSN 的融合提供了低延遲、高可靠保障。3GPP 5G R17 版本引入了無需外接 TSN 網絡的 5G 內生確定性通信，覆蓋了更多更靈活的應用場景。3GPP 5G R18 版本增強了 5G 網絡的開放能力，增強了 5GS 對時鐘源故障的感知和處理機制，增強了時間同步功能的高可靠機制，并引入廣域網和三層網絡的確定性，進一步擴大了 5G-TSN 的應用場景。圖 1.3GPP 在不

11、同版本引入 5G-TSN 的主要功能2020 2021 2022 Rel-16 5 5GG 作為 T TS SNN 網絡的一個透明的網橋 引入 DS-TT 和 NW-TT 通過 TSN 網絡，可以實現對時延抖動敏感的工業控制類業務 Rel-17 5 5GG 內生確定性 引入 TSCTSF，5G 終端之間的 TSN 確定性轉發不需要依賴外部 TSN 網絡，在 5G 網絡內部實現 更加靈活精準的時間同步機制 2023 Rel-18 5 5GG 確定性范圍擴展 時鐘源增強 能力開放增強，5G 網絡可選擇冗余傳輸方案 超低時延能力增強，業務側反向調整發包時機 廣域和三層網絡的確定性能力 2.3 5G-

12、TSN 發展挑戰圍繞 5G-TSN 的技術創新與實踐，行業開展了卓有成效的探索。2023 年，中國聯通攜手合作伙伴共同成立“中國聯通 5G-TSN 聯合攻關實驗室”，發布了 5G-TSN 確定性工業網絡創新系列設備，包括 5G 智算工業網關、5G 工業一體基站、5G 工業核心網等，縱深推進 5G 進入工業生產環節。但是要推動 5G-TSN 在行業領域的深入應用，仍有許多的挑戰亟待解決，包括：5G-TSN 協議架構復雜，需要 5G 網絡全面升級5G-TSN 新增了 TSN 應用功能實體，能夠與 TSN 域中集中網絡配置實體、5G 核心網中策略控制功能、會話管理功能、終端側 TSN 轉換器(DS-

13、TT)及網絡側 TSN 轉換器(NW-TT)等交互，這涉及到大量的修改，需要終端、基站、核心網進行全面升級，目前不具備齊套規模部署條件。4需要進一步優化混合流業務編排5G 與 TSN 需要進一步提升協同能力DS-TT 與 NW-TT 對于芯片算力有著較高要求5G-TSN 部署帶來較高的成本與門檻在數據面層面，5G-TSN 涉及到復雜的混合流業務，這些業務如果得不到高效、精心的編排管理，將影響 5G-TSN 的實現效果。目前，行業更多地采用自研業務編排管理系統，將其部署在業務服務器中，不利于管理系統的統一整合。要在 5G-TSN 協同網絡中實現強實時業務的確定性傳輸，需要實現 5G 與 TSN

14、的高度協同，這要求克服無線信道時變帶來的不確定性，提升 5G 網絡中核心網及基站的時間感知能力、實現基于精準時間的資源調度與數據轉發，并通過 5G 與 TSN 系統之間的協同和融合實現網絡拓撲配置與信息交換。在 5G-TSN 網絡中，DS-TT 與 NW-TT 在算力、穩定性等方面有著較高要求。TSN 在 5G 頂層集成，并通過 TSN 轉換器(TT)進行系統間拉通。這意味著 DS-TT 與 NW-TT 需要承載網絡對接、流量調度、業務系統映射等負載，滿足時間同步、低時延、高可靠、資源管理等功能需求，要求強大且高度確定性的算力進行支持。5G-TSN 網絡的部署需要 DS-TT 與 NW-TT

15、的引入，以及業務能力的適配，通常意味著復雜的部署與適配過程，導致較高的成本支出。用戶需要可以一站式部署的 5G-TSN 輕量化部署方案，以實現更高的敏捷性、靈活性。三、基于云原生技術的 5G-TSN 解決方案基于云原生技術的 5G-TSN 解決方案打造了端到端的 5G-TSN 平臺。該方案支持標準容器平臺，包括基于容器的 5G gNB、5G 核心網網元(5GC)，以及 5G 商用終端(5G CPE)。相較于傳統方案，該方案通過軟硬件的協同優化與創新，可支持 5G-TSN 的端到端部署，實現小于 600ns 的同步精度和低至 10ms 的網絡時延，為工業智能化、車聯網等應用提供了 5G 確定性網

16、絡支撐。5圖 2.5G-TSN 解決方案架構宏站 小站 核心網 SMF AMF UDM/UDR NEF PCF UPF NW-TT DS-TT 5G 模組 TSN 協議 TSN 網卡 SIB9 GGP PS S TSN AF CUC/CNC N3 N4 N6 N2 基站 N33 N5 N7 TSN 網卡 TSN 完整的端到端 5G-TSN 網絡拓撲由 TSN 終端、DS-TT、基站、核心網和 TSN 服務端組成。以工業 PLC 這一常見的確定性業務為例，機械臂作為 TSN 終端，通過網線接入 DS-TT，接收來自運行在遠端的 PLC 指令并執行；PLC 控制器運行在數據中心，通過 N6 接入核

17、心網，為 TSN 端提供服務?；竞秃诵木W為 TSN 提供了網絡連接基礎。DS-TT 和 NW-TT 是 5G 與 TSN 的融合點。NW-TT 位于 UPF 和 TSN 服務端之間，DS-TT 位于 TSN 終端與基站之間，提供 5G 入網和對 5G 流量的 TSN 協議處理。本方案中，優先開發了 DS-TT 和 NW-TT 的數據面功能，實現了 5G 與 TSN 跨域時鐘傳遞與同步、QoS 協同、混流業務編排等 TSN 基礎功能，為業界確定性業務的落地提供實踐參考。表 2.DS-TT 與 NW-TT 功能支持DS-TT 功能支持NW-TT 功能支持 以太網 PDU 會話：支持 2 層 TS

18、N 協議報文的傳遞 SIB 9：協議解析空口授時信令 雙時間域處理：實現 5G 時間域與 TSN 時間域雙時間域處理 802.1AS：TSN 域時鐘同步 802.1Qbv：下行門控 802.1Qbu：基于優先級的幀搶占機制 雙時間域處理：實現 5G 時間域與 TSN 時間域雙時間域處理 TSN 流的 QoS 與 5GS QoS 之間的協同 802.1AS：TSN 域時鐘同步 802.1Qbv：上行門控 802.1Qbu：基于優先級的幀搶占機制63.1 DS-TTDS-TT 位于 UE 端，一方面需要實現 TSN 網絡與 5G 時鐘的同步，網絡側 TSN 域時鐘的同步，以及與 TSN 終端站的時

19、間同步。另一方面，需要支持 IEEE 802.1Qbv、Qbu 調度轉發機制，以滿足多種類別流量對網絡可用帶寬和端到端時延的不同要求，采用時延關鍵類保證比特率(GBR,Guaranteed BitRate)來保障端到端的低時延。在本方案中，DS-TT 的軟硬件架構如圖 3 所示。其硬件部分包括報文時間戳處理、時鐘系統、IEEE 802.1Qbu、IEEE 802.1Qbv 和硬件 B 碼同步處理模塊等，以及包含增強 I/O 的 CPU 芯片和 TSN 網卡芯片，能夠為各種軟件功能提供可靠支撐。其軟件部分包括云原生運維管理、軟件平臺加速、協議棧開發、同步信號傳遞處理、TSN 網絡管理等子系統。D

20、S-TT 硬件部分搭載了英特爾 酷睿 處理器以及英特爾 以太網控制器 I225-LM。新一代英特爾 酷睿 處理器在具備強大通用計算與 AI 加速運算能力的同時，還擁有安全可靠、支持多操作系統、低功耗、散熱設計容易等卓越優勢。在英特爾時序協調計算技術和時間敏感網絡技術的支持下，這款處理器能夠提供滿足多種應用場景需求的實時計算性能。英特爾 以太網控制器 I225-LM 在單個 MDI 端口上支持 2500BASE-T、1000BASE-T、100BASE-TX 網絡，速度至高可達 2.5 GbE。圖 3.DS-TT 軟硬件架構5G 模組 X86 服務器（基于 DPDK）二層轉發網卡 時間戳 時鐘系

21、統 IEEE 802.1Qbu 硬件同步處理模塊 基于硬件的GCL 硬件模塊 VPP 高性能 網絡協議棧 二層網絡 功能 IEEE 802.1AS/1588 協議棧 時間戳 時鐘系統 IEEE 802.1Qbu 軟件模塊 VPP 代理 網絡與業務編排 可添加功能 模塊 時鐘傳遞 數據轉發 TSN 交換機 DSTT UE TSN 交換機 NWTT UPF PLC/控制系統 設備/IO 云原生運維管理使用容器完成對 DS-TT 的計算、存儲和網絡資源的管理。所有 TSN 協議處理進程均以容器形式運行在 DS-TT 硬件平臺上；采用標準的云原生北向接口，實現從核心網側對 DS-TT 遠程批量管理和配

22、置。容器化平臺將 CPU、存儲和網絡抽象為容器實例，不僅為 TSN 網元提供穩定的運行環境，還能夠靈活地根據業務負載動態調整資源分配，應對業務潮汐現象，實現節能減排；可啟動多 TSN 網絡副本，智能分配流量，實現 TSN 網元灰度升級。軟件平臺加速可通過 DPDK(Data Plane Development Kit)繞過傳統操作系統的網絡堆棧，直接在用戶空間中處理數據包，從而大幅提升處理速度和性能。DS-TT 同時使用了 VPP 數據平面，以矢量處理的方式來處理網絡數據包，這意味著它一次可以處理多個數據包，能夠顯著提高處理效率。7協議棧開發包括二層網絡基本協議棧開發、TSN 網絡協議棧開發等

23、模塊，其中二層網絡基本協議棧開發支持廣播包、組播包的二層轉發等二層網橋的功能，以及 VLAN 功能與生成樹協議；TSN 網絡協議棧開發提供如下功能支持：網絡拓撲發現，用于網絡中相互發現并交互各自的系統及配置信息。IEEE 802.1AS/IEEE 1588 協議棧同步，包括：(g)PTP 協議封裝、(g)PTP 協議解析、DS-TT 支持雙時鐘域、以及系統時鐘與 B 碼同步功能。IEEE 802.1Qbv 協議門控整形：包括基于硬件的 GCL 和 IEEE 802.1Qbv 協議棧。IEEE 802.1Qbu 提供基于優先級的幀搶占機制。同步信號傳遞處理搭載基于硬件的 B 碼同步處理模塊和支持

24、 SIB9 高精度同步配置 5G 模組。5G 模組支持 5G 二層會話，使 TSN 域形成一個跨核心網的二層網絡，滿足工業數據傳輸要求；5G 模組基于 SIB9 協議，將時鐘輸出到 B 碼解析模塊。TSN 網絡管理涵蓋 TSN 網域管理和 5G 網域管理。其中，TSN 網域管理包括 TSN 管理接口與 TSN 網絡管理；5G 網域管理支持 DS-TT 接入 5G 信令流程。DS-TT 可支持管理數據通過 5G 數據面進行傳輸，并從 5G 用戶數據中識別出管理數據。圖 4.5G-TSN 網關硬件圖8圖 5.NW-TT 軟硬件架構TSN 交換機 X86 服務器（基于 DPDK）二層轉發網卡 時間戳

25、 時鐘系統 IEEE 802.1Qbu 硬件同步 處理模塊 基于硬件的GCL 硬件模塊 IEEE 802.1AS/1588 協議棧 時間戳 時鐘系統 IEEE 802.1Qbu 軟件模塊 VPP 代理 IEEE 802.1AS/1588 網絡 N6 TSN 交換機 DSTT UE TSN 交換機 NWTT UPF PLC/控制系統 設備/IO 5G 時鐘源 網絡與業務編排 可添加功能 模塊 3.2 NW-TTNW-TT 用于連接網絡側的 TSN 系統，構成 UPF 中的一個功能模塊。UPF/NW-TT 從 TSN 網絡中的 TSN GM 獲取 TSN 時鐘同步消息，之后將同步消息通過用戶面轉發

26、給 UE/DS-TT，從而實現 UE/DS-TT 與 TSN GM 之間的時間同步。與 DS-TT 類似，NW-TT 也由軟件平臺加速、協議棧開發、同步信號傳遞處理、TSN 網絡管理等子系統構成，功能實現可參考 DS-TT 中的功能模塊。NW-TT 支持雙網卡硬件時鐘同步，可獲取 5G 時鐘與 TSN 時鐘，同步信號處理模塊會計算出本地時間與時間源之間的時間誤差，利用該誤差精確的調整本地時間，達到本地時間和時間源高精度同步的目的，并實現高精度 TSi/TSe。其同時支持 802.1AS 和 802.1Qbv，分別用于實現 TSN 域時鐘同步和下行門控。NW-TT 集成在搭載第四代英特爾 至強

27、可擴展處理器與英特爾 以太網控制器 I225-LM 的服務器中，從而提供了強大的性能、靈活的網絡控制、工業級的穩定性等優勢的結合。第四代英特爾 至強 可擴展處理器針對高吞吐量和低延遲進行了優化，內置了數據包和信號處理、負載平衡和 AI 加速功能。技術實踐白皮書5G-TSN 95G 模組 DS-TT Eth 高精度時間同步通道 TSe SIB9 數據通道 協議棧 IEEE802.1AS IEEE802.1Qbv IEEE802.1Qbu 雙時鐘域處理 B 碼處理模塊 二層網絡轉發 配置管理 5G GM TSi Keysight 5G 綜測儀UXM UE 接入 SIB9 以太網 PDU 會話 NR

28、 5G 時間域 Keysight TSN 測試儀 Novus Eth Eth PTP Master PTP Slave IEEE802.1AS IEEE802.1Qbv IEEE802.1Qbu TSN 流量 NW-TT TSi Eth 圖 6.測試環境架構3.3 測試驗證本白皮書采用 Keysight 綜測儀 UXM 和 TSN 測試儀 Novus 測試了本方案在同步精度和時延等方面的表現，測試架構如圖 6 所示。測試數據顯示，本方案從 DS-TT 到 NW-TT 的同步精度小于 600ns，傳輸時延可低至 10ms2。3.4 實踐成效通過在 5G-TSN 技術實現路徑方面的協同探索和創新的

29、軟硬件技術，本白皮書為業界提供了可供參考、部署的 5G-TSN 解決方案，能夠幫助用戶在 5G 乃至 5G-A 時代充分利用 TSN 技術在低時延、確定性時延等方面的優勢，支撐上層應用創新。本方案將有助于行業從以下幾個方面深化 5G 應用：5G-TSN 解決方案可實現 600ns 的 TSN 同步精度和 10ms 時延3，顯著低于未啟用 TSN 技術的 5G 網絡。通過高確定性的低時延 5G 網絡，工業互聯網等用戶能夠滿足多態實時感知、精準控制等需求，為 5G 垂直應用場景的拓展夯實網絡能力基礎。構建了支持標準容器平臺的端到端的 5G-TSN 解決方案，優先打通數據面功能。用戶能夠以此為參考，

30、快速構建 5G 確定性網絡能力，推動 5G 確定性網絡在重點垂直行業的普及型應用。方案構建了容器化的標準 TSN 網絡能力，可以靈活獨立部署，具備廣泛的兼容性，可敏捷適配其他廠商的標準協議棧，有助于促進 5G-TSN 生態發展，推動技術的持續創新。2,3數據援引自香港應用科技研究院的內部測試結果。英特爾并不控制或審計第三方數據。請您審查該內容，咨詢其他來源，并確認提及數據是否準確。10四、應用場景5G-TSN 解決方案在工業互聯網、車聯網等領域有著廣泛的應用前景，能夠為用戶提供確定性網絡支持，加速數字化創新技術的落地。4.1 工業互聯網在工業互聯網場景下，有線網絡存在移動性差、不靈活、在特殊和

31、高風險環境中難以部署的問題，部署 5G 網絡能夠解決上述難題，且在移動性、可靠性、連接密度和吞吐量方面超越 4G 和 Wi-Fi 等現有工業無線技術。但傳統的 5G 網絡在確定性方面存在不足，可能會因為時延過高或時延波動，出現工業傳感數據無法實時處理、工業控制精度不足等問題，難以滿足工業互聯網中的嚴苛要求。5G-TSN 解決方案可以滿足行業互聯網應用中低延遲和確定性、高可用性、同步精度和低抖動的要求，為智能制造、智能電網等許多工業互聯網應用構建確定性通信的基礎。以工業控制為例，5G-TSN 解決方案可以通過實時識別多個實時傳感器數據，包括視頻、聲音、紅外和激光雷達數據，并將其傳輸回數據中心進行

32、安全檢查，從而實現實時的設備控制及預警。在 PLC 和機器人精確控制等應用中，5G-TSN 解決方案能夠提供確定性的消息傳遞，并且支持高精度的時間同步以確保相關控制業務在精確的時間幀中完成傳輸，從而實現精準、實時的控制。圖 7.5G-TSN 解決方案在工業互聯網中的典型用例GPS(5G GM)攝像頭 機械臂 A 機械臂 B UE/DS-TT UE/DS-TT TSN 交換機 5G-TSN 網絡 TSN 控制器(TSN CNC)gNB UPF/NW-TT N3 N6 視頻監控 計算機 5G 網絡時間 TSN 網絡時間 實時業務 機器可視化（大帶寬業務）5GC 機械臂控制器 114.2 車聯網在車

33、聯網產業生態體系中，MEC 與 NR-V2X（基于 5G 設計的車聯網無線通信技術）進行協同，以滿足信息共享與分發、智慧交叉路口控制、交通協同調度等應用的需求。當多節點的感知數據（如激光雷達點云）通過無線回傳到 MEC 進行融合時，各感知節點數據需要保持時空一致，當前的 5G 網絡很難滿足該需求。例如，在十字路口進行車路協同時，單個雷達無法即時識別到路口的全部細節，因此需要使用多個雷達，并需要同一個時刻接收到的雷達信息進行核對。如果時間沒有對齊，車輛位置將會發生位移，雷達的點云圖會也會因此偏移，導致無法精準識別路口信息，此時就需要通過 TSN 將點云圖的數據進行時空融合。5G-TSN 解決方案

34、可以降低網絡端到端的時延，并保證時延的確定性，從而顯著提升多感知節點數據融合的精度。數據顯示，在啟用 TSN 之后，車聯網應用中雷達數據平均時延和時延波動可以得到有效降低，能夠在 100ms 內完成雷達數據周期的處理。圖 8.5G-TSN 網絡可以實現高精度實時融合感知定位使用 TSN 未使用 TSN 有 TSN 時，白色點云圖與紅色點云圖基本重合，公交車被識別 沒有 TSN 時，白色點云圖與紅色點云圖時刻 不一致，同一輛摩托車被識別為兩個不同個體 12五、展望縮略語隨著 5G 賦能千行百業數字化轉型的深入，5G 專網在行業領域的應用正在從輔助生產的工廠級管理域網絡，向融入生產的車間級/現場級

35、生產域網絡滲透，對確定性網絡的需求越來越強烈和緊迫。結合當前 5G-TSN 產業鏈的成熟度和行業應用的需求迫切度，中國聯通聯合英特爾和香港應用科技研究院推出基于云原生的端到端輕量化 5G-TSN 解決方案，基于標準協議實現 5G-TSN 跨域精準時間同步與門控調度，并基于標準化接口實現對業務流的精確編排與調度，助力現階段工業企業快速搭建 5G 確定性網絡，賦能柔性制造、遠程設備控制、設備協作、現場輔助組裝、質量控制和安全監控等廣泛的應用場景。后續，中國聯通將基于 3GPP 標準分階段持續推動 5G-TSN 技術實踐：完善 5G TSC 能力注冊與管理模塊，5GC 必要功能升級，實現 5G 內生

36、 TSN 確定性轉發；實現業務流特征信息的傳遞，根據流特征協助 5G 空口傳輸，實現基于業務流特征信息的網業協同傳輸；5G 系統的授時功能與能力開放相結合，供行業應用調用；業務流調度管理及能力開放，深度融合行業應用。5G-TSN 的融合商用和規?；渴疬€依賴產業鏈的成熟，中國聯通希望攜手產業合作伙伴，進一步推進 5G-TSN 標準化解決方案，加強試驗示范及產業化應用，賦能行業發展，加速工業智能化進程。3GPP3rd Generation Partnership Project第三代合作伙伴計劃4G4th generation mobile networks第四代移動通信系統5G5th gene

37、ration mobile networks第五代移動通信系統5G-A5G-Advanced5G 增強5GC5G Core5G 核心網AGVAutomated Guided Vehicle自動導引車CPECustomer Premises Equipment客戶終端設備CPUCentral Processing Unit中央處理器DPDKData Plane Development Kit數據面開發工具套件DS-TTDevice-Side TSN Translator設備側 TSN 轉換器GBRGuaranteed Bit Rate保證比特率GCLGate Control List門控列表gN

38、Bthe next Generation Node B下一代基站I/OInput/Output輸入/輸出IEEEInstitute of Electrical and Electronics Engineers電氣和電子工程師學會MECMulti-access edge computing多接入邊緣計算13實際性能受使用情況、配置和其他因素的差異影響。更多信息請見 www.I Radio-Vehicle to Everything基于 5G 設計的車聯網無線通信技術NW-TTNetwork TSN Translator網絡側 TSN 轉換器PDUProtocol Data Unit協議數據單元

39、PLCProgrammable Logic Controller可編程邏輯控制器PLLPhase Locked Loop鎖相環RCRate Estimation and Control速率估計和控制RTCReal Time Clock實時時鐘SIBSystem Information Block系統信息模塊SLAService-Level Agreement服務水平協議TSCTime-Sensitive Communication時間敏感通信TSi/TSeIngress Timestamping/egress Timestamping入口時間戳/出口時間戳TSNTime-Sensitive Network時間敏感網絡TSN GMTSN Grand MasterTSN 主時鐘UPFUser Plane Function用戶面功能URLLCUltra-reliable and Low Latency Communications高可靠和低時延通信VLANVirtual Local Area Network虛擬局域網VPPVector Packet Processing向量包處理引擎Wi-FiWireless Fidelity無線保真