李 英
(苏州建设交通高等职业技术学校,江苏 苏州 215104)
时间敏感网络是科技进步的产物,信息技术的不断发展,促进了互联网技术的提高,时间敏感网络技术又叫TSN 技术,被有效的运用在各个领域中,并且发挥了重要的作用。基于传统的以太网技术的发展,时间敏感网络技术进一步的升级和优化了以太网的技术,对时间的敏感程度要求更高。时间敏感网络相比于以太网的信息技术,对各个领域的数据传输标准具有更强大的兼容性,可以同时进行跨领域的信号传输,构建出了更加稳定的传输体系。
对于时间敏感网络的实际应用来说,具有以下几方面的特点。(1)在信号传输的过程中,保障产生的时延情况。(2)使用时间敏感网络,可以实现数据的混合传输,不会产生互相的影响。(3)制定更加合理的网络协议,对网络基础设施可以实现共享。(4)在出现数据传输错误时,可以从源头获得正确的数据信息,及时的对传输错误进行纠正。
时间敏感网络作为数据链的其中一个环节,通过有效的处理数据信息,在以太网的基础上进行工作,按照发送和接收的网络架构进行数据传输。图1为TSN 网络架构,对时间敏感网络的具体操作进行说明。
图1 TSN网络架构
网络技术中时间同步的有效运用,通过时间协议来保证实现,得到了大范围的应用,但是对时间精度的标准还不能满足实际的需求。使用全球定位系统来实现的时间同步,是利用卫星进行信号的发射和接收,具有更高的技术优势,提高了信号传输的稳定性和安全性,但是存在的关键性问题就是技术的运营和维护费用太高,只能在小范围内使用,不能够使技术更加普及,得到大规模的运用。TSN 使用的是精确时间协议,对以太网的同步协议更加完善,增加了分布式网络的同步,并且采用双向信息通道,提高了传输信号的精确度,具有更多技术性能。区别于传统的以太网同步协议,新型的协议具有维护费用更低,具有更高的普及效果,明显的提高了技术优势。时间同步的基本原理,是按照协议规定的内容,发送和接收报文,并且根据协议规定的流程选择是否进行标记。图2为时延相应机制报文收发流程。利用专业的运算公式进行计算,获得时间偏差,再对传输的信息进行数据的修改达到同步。
图2 时延响应机制报文收发流程
使用时间敏感网络进行数据传输,通过数据流量的整形,能够实现数据传输的时延,更加安全和稳定的将信息数据传播出去。对于关键数据的传输,不仅仅要求传输速度的提高,更加需要传输的稳定性,需要保证在特殊情况下,也能传输出信息数据。不同领域内的流量对传输的要求都有所不同,调度和流量整形能够更好的实现各种流量的兼容效果。在实际的传输过程中,设置了标准化的传输规则,对于不同类型的信息数据,能够进行优先传输。
对网络的配置进行调整,通常处于暂停网络运行的状态下进行,这就导致了很多领域不能实现,一旦停止运行网络将会造成重大的损失问题。时间敏感网络技术区别于传统的网络技术,可以实现在网络运行时进行网络动态的配置,利用集中网络控制设备和集中用户控制设备,就能够对网络数据进行操作。
时间敏感网络的实际操作流程是接收和发送数据信息,要通过流量整形、管理和检测等方式,实现信息的有效传输。每一步骤具有重要的操作价值,数据信息通过流量整形这一环节被划分出优先等级,再通过网络算法进行优先发送。在流管理这一过程中,对网络配置进行调整,有效的调度网络设备。再通过完整性检测这一环节,来确保信息传输的稳定性,防止信息在传输的过程中丢失。
时间敏感网络设备能够有效的区分出不同的流。通过基本原理进行分析,可以更好的识别出时间棉感网络与其他不同的流量。利用传统的以太网技术作为基础,已经制定出了相对应的网络协议和网络规则,在帧头中可以区分优先顺序,发现流的标识。
时间敏感网络可以提供更加精确地时间同步,按照以太网制定的网络协议,能够更加准确地进行数据的传输。在整个操作流程中,更加的便捷用户使用,提供了更多的选项可操作,提升了整体的稳定性能。使用专业的技术处理实现网络设备的时间同步。网络信息技术普遍采用专业的技术算法,来测算数据的结果。按照相关的技术规定,对主时钟故障进行误差的修订,优化了系统的误差修正性能。保证在网络的运行过程中,数据丢失后可以及时进行修正,实现信息的同步传输。
通过制定的网络协议,对网络技术进行控制和管理。在运行工作前要做好准备工作,将接收到的请求信息一一处理,在将处理后的结果返回主处理器,经过有效的管理将数据进行传输。图3为完全集中式的网络管理类型。当较为关键的数据信息在时间敏感网络网桥内时,需要对流控制按照专业的处理方式,保证数据的正常传输。TSN 要根据不同的数据需求确定处理方案。例如使用标准时间同步的排队与转发,使用制定好的额标准化抢占机制,进行循环排队与转发。同时确保流完整性,能够将数据进行精准的传播。
图3 完全集中式的网络管理模型
时间敏感网络技术提供了更加准去和安全的有线数据传播方式,但是随着时代的发展,很多领域需要使用到无线网络,这就需要对时间敏感网络的无线技术进行开发。区别于传统的有线网络技术,使用无线TSN 技术的稳定性需要进一步提高,不能提供有线网络相同稳定效果的数据传输。所以目前的技术发展方向,就是提高无线TSN 技术的数据传输可靠性和安全性。在不同领域的应用中,对网络技术的要求标准有所不同,要根据实际的需求进行网络技术的升级和优化。在5G 的通信技术发展过程中,要研发出更加符合不同行业发展需求的网络技术,通过优化网络传输数据的性能,提高无线TSN 的使用效果。
时间敏感网络的提出,在各类音频和视频领域,都得到了显著的应用,极大地提高了信号传输的效果,并且在电子和汽车等领域,也得到了有效的运用。在5G技术的发展过程中,对TSN 技术的研发,进一步促进我国的互联网技术发展,在工业领域、汽车领域都可以带来重要的转变。在机遇和挑战并存的新时期,要抓住机遇,将5G 技术和无线TSN 技术,以及其他的互联网技术进行充分结合,提高用户的使用满意度,提供更加便利的通信服务。