0 引言

    隨著工業(yè)制造、車聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)等時(shí)延敏感類業(yè)務(wù)的發(fā)展，對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性和確定性需求不斷提高[1]。例如，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)上傳和控制指令下發(fā)、遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)、無(wú)人駕駛等，需要將端到端時(shí)延控制在1~10 ms，將時(shí)延抖動(dòng)控制在微秒級(jí)，但傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)只能將端到端時(shí)延減少到幾十毫秒^[1]。因此，面向未來(lái)6G時(shí)代，提供“盡力而為”業(yè)務(wù)保障的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，將逐步演進(jìn)發(fā)展為可靠、安全、有界的確定性網(wǎng)絡(luò)。

    確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成為當(dāng)今學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界研究和關(guān)注的熱點(diǎn)之一，各大標(biāo)準(zhǔn)組織均設(shè)立了專門的工作組進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的推進(jìn)，包括：

    (1)IEEE設(shè)立時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(Time-Sensitive Networking，TSN)工作組，用于解決二層網(wǎng)絡(luò)的確定性問(wèn)題。在IEEE 802.1標(biāo)準(zhǔn)框架下，制定了圍繞時(shí)間同步、流量整形、資源預(yù)留等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的協(xié)議族。目前，TSN主要應(yīng)用于汽車控制領(lǐng)域、工廠內(nèi)網(wǎng)、智能電網(wǎng)等場(chǎng)景^[2]。

    (2)IETF設(shè)立確定性網(wǎng)絡(luò)(Deterministic Networking Working，DetNet)工作組，致力于解決三層網(wǎng)絡(luò)的確定性問(wèn)題，并與TSN工作組合作，定義了二層網(wǎng)絡(luò)和三層網(wǎng)絡(luò)的通用框架。DetNet借鑒了TSN的機(jī)制和架構(gòu)，通過(guò)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步、資源預(yù)留、多徑路由等技術(shù)，為三層數(shù)據(jù)提供確定性的延遲、抖動(dòng)、丟包以及高可靠性保障。目前，DetNet主要應(yīng)用于專業(yè)和家庭音頻/視頻、車載多媒體、工業(yè)控制系統(tǒng)，以及TSN工作組考慮的應(yīng)用^[1]。

    (3)由于TSN技術(shù)不能提供廣域網(wǎng)和無(wú)線場(chǎng)景下的確定性保障，而5G具備部署靈活、移動(dòng)性支持等優(yōu)勢(shì)，在自動(dòng)巡檢、機(jī)器人等工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。因此，3GPP在R16中引入了TSN技術(shù)，提出5G時(shí)間敏感通信網(wǎng)絡(luò)(Time-Sensitive Communication，TSC)，支持移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的確定性^[3]；在R17中進(jìn)一步增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，支持UE-UE的確定性^[4]；在R18中開始了DetNet的研究，以支持三層網(wǎng)絡(luò)的確定性。

    (4)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)組織(例如CCSA、ITM-2030、確定性工業(yè)聯(lián)盟等組織)均在開展確定性相關(guān)的研究和產(chǎn)業(yè)推進(jìn)。

    本文基于3GPP提出的5G與TSN協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，分析其提供的功能和存在的問(wèn)題，并面向6G網(wǎng)絡(luò)提出相應(yīng)的解決方案。

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作者信息：

邢燕霞1，胡興洪2

(1.中國(guó)電信股份有限公司研究院，北京102209；2.北京郵電大學(xué) 信息與通信工程學(xué)院，北京100876)