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运营商网络需要TSN吗?

2025/1/8 13:48:23

来源:TSNLAB 微信公众号

 

  TSN标准由IEEE 802.1制定,802.1在通信发展历史上的地位可不低,制定了如大名鼎鼎的VLAN、各种生成树协议(STP)、LLDP等标准。当前TSN最热点的行业,也莫过于工业自动化网络和车载网络,这两者目前以现场总线或二层LAN为主。基于以上两个原因,会存在一种声音,说TSN是个纯二层(数据链路层)的技术。与此同时,IETF有一个叫做DetNet(确定性网络)的工作组,看起来其目标和TSN类似,因此自然又发展出一种声音,说TSN做二层、DetNet做三层(网络层)。那真实情况是怎样的呢?

  2018年11月,在曼谷,IETF和IEEE 802前后脚召开会议,于是中间的那个周末,IETF DetNet工作组和IEEE 802.1 TSN任务组进行了联席会议,讨论并确定了TSN与DetNet的关系。一句话总结:二层的事TSN管,三层的事DetNet管,但传输选择算法或者说调度机制(优先级调度、轮询调度、各种整形器等)不分二三层,由TSN来制定,DetNet不做这方面的重复工作。

  因此,我们再来看“运营商网络是否需要TSN”的问题,就能得到一个更合理的回答的角度。诚然,运营商网络十分复杂,各种路由协议让人眼花缭乱,TSN不能也不需要独立来构建一个运营商网络的确定性网络解决方案。但是,TSN可以从调度机制的角度给出一些规则或建议,与DetNet、甚至如3GPP相关的5G标准等一起来完成这项任务。而且,调度机制是确定性网络或者说有界时延网络解决方案的核心,TSN作为调度机制的制定者,自然也成为了运营商网络确定性方案中的关键一环。

  目前已完成的IEEE 802.1CM(TSN用于移动前传网络)标准就是类似的思路。它制定了两个等级的Profile,分别对应CPRI 7.0和eCPRI。Profile A要求支持绝对优先级调度;Profile B则进一步要求支持帧抢占。

  

  另一个项目,IEEE P802.1DF正在进行中。该项目的英文名是TSN profile for Service Provider Networks,直接翻译应该叫服务提供商网络,不过习惯上叫运营商网络、叫承载网,或者对应着前传项目、管这个项目叫后传,问题都不大。运营商网络上,对于TSN的主要挑战,一个是网络规模、流量规模巨大,需要用合理的方法简化配置难度;另一个是要提供灵活的、差异化的服务,包括面向企业专网、5G切片等,都有这个需求。

  

  关于承载网/运营商网络应用TSN,目前在技术角度,业界大致的共识是使用QoS或者类似CQF作为调度机制。除了经典的绝对优先级(SP)、加权轮询调度(WRR、DRR等),CBS与ATS也属于QoS调度的范畴,这些机制统计复用的性能相对好,使用习惯上也相对贴近现有DiffServ方案;而CQF机制及其扩展,虽然达不到TSN门控编排中理想的低时延效果,但是大大简化了编排难度,增加了方案可行性、可扩展性,并且能保障时延有界。

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