作者简介：李庆，紫金山实验室未来网络研究中心研究员，主要研究方向为时间敏感网络（TSN）、软件定义网络（SDN）等。
详谈TSN产业生态：主要厂商及产品分析（上）对部分厂商及其产品进行了总结，本节继续对TSN相关的厂商及产品进行分析总结。排名不分先后。
华为
华为TSN交换机
AR 550E单端口最大带宽1 Gbps，具有八个10M/100M/1000M自适应电口，可通过自协商与对端设备协商端口速率及双工模式，单跳时延小于10 us，抖动小于500 ns，时间同步精度20 ns，样机集成了8个千兆（GE）TSN端口。截止到2018年12月可支持的时间敏感网络基础协议包括：IEEE 802.1AS、IEEE802.1Qbv、IEEE802.1Qcc、IEEE802.1Qbu等，其他协议也在持续研发过程中，此外还具备OPC UA终端功能。该产品目前只有内测样机。
新华三
H3C IE4320
H3C IE4320 TSN工业交换机是新华三技术有限公司自主开发的新一代工业以太网交换机。支持Internet宽带接入，主要支持中小企业网用户的千兆接入，支持VOD等多媒体服务，支持VoIP等时延敏感的语音业务。提供支持组播的音频和视频的服务功能，提供千兆端口接入，提供万兆或千兆上行。支持Jumbo Frame，支持802.1X，MAC认证，端口安全，支持LACP协议，支持4K个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层优先级自动映射，支持基于端口的镜像，支持重定向，支持端口隔离，支持访问控制列表，支持端口限速。
H3C IE4320 TSN工业交换机支持如下TSN特性：
- IEEE 802.1AS：支持gptp时间同步特性，采用温补晶振和锁相环，支持1ppm的高精度时钟，实现ns级时钟同步，为TSN网络中实现传输低延迟提供了基础。
- IEEE 802.1Qbv：基于队列优先级实现时间感知调度程序，将时间关键通信业务与非关键的背景业务分离开来,在有限的时间内为那些需要传输保证且不能中断的业务类别授予以太网传输介质的独占使用权。
- IEEE 802.1Qcc：定义了网络侧和用户侧的接口UNI，根据用户侧的需求实现网络侧的自动配置 ，从而实现TSN管理设备对网络拓扑发现及复杂的流量调度计算。
鹏城实验室
iDetTrans 308A交换机
2021年9月28日，2021工业互联网网络创新大会上，由鹏城实验室时间敏感网络交换芯片研发团队自主研发的iDetTrans 308A交换机顺利通过中国信息通信研究院测试。鹏城实验室iDetTrans 308A交换机已应用于鹏城实验室与国内多家单位和机构的合作项目中。支持以下TSN协议：
- IEEE 802.1AS
- IEEE 802.1Qav
- IEEE 802.1Qbv
- IEEE 802.1Qbu，IEEE 802.3br
- IEEE 802.1Qci
- IEEE 802.1CB
研华
研华EKI-8510G TSN工业以太网交换机，采用TSN专用芯片设计，具备8个千兆 RJ45 端口 2 个千兆 SFP 端口。支持以下TSN协议：
- IEEE 802.1AS
- IEEE 802.1Qbu
- IEEE 802.1Qbv
- IEEE 802.1CB
东土
东土推出了一款具有TSN功能的交换机SICOM3000TSN，该款交换机于2021年9月28日在工业和信息化部主办的“2021工业互联网网络创新大会”上荣获首批“时间敏感网络（TSN）产业链名录计划”测试认证证书。SICOM3000TSN 时间敏感网络交换机是一款集成了时间敏感网络（TSN）特性的卡轨式管理型工业以太网交换机，提供2×10GBase-X SFP 接口，4×100/1000Base-X SFP接口，8×10/100/1000Base-T(X) RJ45电口，可通过自协商与对端设备协商端口速率及双工模式。支持以下TSN协议：
- IEEE 802.1AS PTP
- IEEE 802.1Qbu
- IEEE 802.1Qbv
- IEEE 802.1Qcc
- IEEE 802.1Qci
三旺通信
三旺通信是国内较早从事工业互联网通信产品的公司之一，拥有较为齐全的产品体系，一直重点投入TSN产品的开发，同时积极推进TSN相关应用解决方案的落地，目前已正式发布了两款TSN交换机ICS5400TSN和IES6300TSN系列。
ICS5400TSN系列交换机
ICS5400TSN系列为28口千万兆混合时钟敏感网络交换机，是一款集成了时间敏感网络（TSN）特性的三层管理型工业以太网交换机。支持多种网络协议和行业标准，如TSN、MRP、STP/RSTP、DHCP、VLAN、QoS功能、IGMP Snooping功能、LLDP等；拥有完善的管理功能，支持漏电流、端口配置、访问控制、网络诊断、在线升级等；可支持CLI、WEB、Telnet、SNMP、Netconf、Restconf等访问方式。目前，支持以下TSN协议：
- IEEE 802.1AS
- IEEE 802.1Qbv
- IEEE 802.1Qbu，IEEE 802.3br
- IEEE 802.1Qci
- IEEE 802.1Qch
- IEEE 802.1CB
IES6300TSN系列交换机
IES6300TSN系列为10口全千兆二层网管型工业以太网交换机，该产品提供8路千兆电口和2千兆路SFP插槽，采用DIN导轨式安装方式，能满足不同应用工业现场的需求。目前，支持的TSN协议：
- IEEE 802.1AS
- IEEE 802.1Qav
- IEEE 802.1Qbv
- IEEE 802.1Qbu，IEEE 802.3br
网络通信与安全紫金山实验室
PML-TSN控制器
网络通信与安全紫金山实验室正在进行TSN控制器的研发。
该TSN控制系统基于软件定义网络思想、遵从802.1Qcc完全集中式配置规范、实现全网级的网络规范、实现全网级的网络规划及配置管理。TSN控制系统采用自研的国内领先调度引擎策略，实现业务需求到转发策略的映射，兼容多厂商TSN交换机，标准化网络配置与接口管理、面向行业的用户交互，同时具有轻量级部署、精准调度、灵活高效、性能可靠等特征。
TSN控制系统支持静态配置及动态发现的拓扑管理机制、支持全网级时钟同步配置管理、提供TSN全部传输协议的纳管、并提供多种调度引擎算法，优化网络资源的管理。保证了用户可以便捷灵活的完成时间敏感网络的管理、TSN业务的快速部署开通。采用自研的国内领先调度引擎策略，实现业务需求到转发策略的映射，兼容多厂商异构TSN交换机，标准化网络配置与接口管理、面向行业的用户交互。同时，具有轻量级部署、精准调度、灵活高效、性能可靠等特征。
紫金山实验室TSN控制器
国防科技大学
TSN交换机
千兆TSN交换机板卡：板卡采用FPGA CPU架构设计。TSN数据转发逻辑由FPGA实现，转发控制逻辑可由CPU实现。板卡包含8个千兆以太网电口。支持IEEE 802.1AS、802.1Qch、802.1Qbv、802.1Qcc等TSN标准，支持时间敏感、带宽预约和尽力转发三种流量混合传输。时间同步精度小于100ns，硬件调度时间槽范围为[4us，512us]，交换容量16Gbps，交换延迟小于30μs，支持16K个虚拟通道。
千兆TSN交换机板卡
千兆 万兆TSN交换机板卡：包含24个千兆数据交换接口和4个万兆数据交换接口。支持IEEE 802.1AS、802.1Qch、802.1Qcc等TSN标准；支持时间敏感、带宽预约和尽力转发三种流量混合，以及AVB流量的限速；提供TAP接口。时间同步精度小于100ns，硬件调度时间槽范围为[4096ns，262144ns]，交换延迟小于30μs。兼容OpenTSN1.0，可定制升级至OpenTSN后续版本。
千兆 万兆TSN交换机
“枫林1号”交换机板卡：包含8个千兆数据交换接口和1个千兆控制接口，支持802.1AS、802.1Qbv、802.1Qch、802.1Qcc等标准，支持时间敏感、带宽预约和尽力转发三种流量混合传输， 时间同步精度小于100ns，硬件调度时间槽范围为[4us，512us]，最大支持1024个硬件调度时间槽的延迟，交换容量16Gbps，交换延迟小于30μs，支持16K个虚拟通道。
“枫林1号”TSN交换机板卡
TSN网络控制器——TSNLight
TSNLight一款适配OpenTSN开源项目的TSN集中式网络控制器，该控制器可以实现对OpenTSN的硬件设备包括交换机、网卡、网关等设备进行管理控制。该TSN控制器包含通用基础库和功能模块两大部分，所实现的功能模块主要包括TSN网络初始化、TSN硬件基础配置、TSN流量规划配置和网络状态检测等。通用基础库主要实现南北向通信接口等基本功能。
TSNLight功能示意
TSN网络测试仪
包含4个千兆数据交换接口和1个千兆管理接口。支持IEEE 802.1AS、802.1Qch、802.1Qbv等TSN标准；支持8条流量的并发测试；支持周期性产生TSN网络测试所需的时间敏感流量、带宽预约流量和尽力转发流量；支持带掩码的五元组匹配来进行报文个数；支持分频报文采样；可用于测试被测TSN/非TSN网络/设备性能（精确时延、吞吐量和丢包率）。
TSN网络测试仪
云维智联
24端口TSN交换机
TSN-SW1U24P系列交换机是一款基于时间敏感以太网标准的交换机。配备了24个千兆全双工以太网接口，并支持SPF光模块、电模块以及T1-SFP模块，可实现双线千兆车载以太网通信。支持流控管理、反压机制、同步等功能。机箱设计为19英寸1U标准上架尺寸，方便整机上架安装或运输。支持以下TSN协议：
- IEEE 802.1AS
- IEEE 802.1Qbv
- IEEE 802.1Qbu，IEEE 802.3br
TSN核心子卡
TSN核心子卡可为主机提供TSN网络通信功能，其结构紧凑、外形小巧，适用于各种主板、机箱及嵌入式设备。对外提供两路网口，支持双冗余；使用325T系列FPGA为核心器件；提供可配置软件工具。支持以下TSN协议：
- IEEE 802.1AS
- IEEE 802.1Qbv
- IEEE 802.1Qbu
- IEEE 802.1Qav
- IEEE 802.1CB
菲尼克斯
2300系列TSN管理型交换机
该系列管理型交换机内置PROFINET设备，支持PFONINET一致性等级B网络，借助PROFINET 2.4工程设计功能，可实现便捷的TSN配置操作。端口传输速度10/100/1000 Mbps，支持以下PROFINET TSN配置：
- IEEE 802.1AS
- 帧抢占
- 通过PROFINET进行数据流管理
Spirent（思博伦）
C50测试仪
该设备具有100/50/40/25/10G以太网多速性能测试端口、2-3层流量生成与分析、网络仿真等功能，可以用来模拟广泛的设备类型、用户和协议。搭配使用Spirent TestCenter应用软件对流量的收发进行控制和分析，TestCenter是Spirent 提供的用于网络性能分析的自动化软件系统。
C50具有强大的数据发送和接收能力，可以模拟数百个终端，进行端到端的发送和接收数据。支持TSN流量特性，具有VLAN配置功能，可为每条流配置不同的优先级。支持周期性发送流量，发送时长，周期大小都可设定。测试仪每个端口可以设置多个Device，可以进行Device到Device的数据传输。
Sigent（思佳）
思佳推出了两款支持AVB/TSN的车载以太网交换机1000BASE-T1和1000BASE-T，配备一个CAN-FD端口和两个SFP 端口，SFP 端口允许用户拥有两个10 Gbps端口，SFP 端口也可以用作附加的100/1000 BASE-T1端口，从而使AVB上最多可以有十个100/1000BASE-T1端口。支持以下TSN协议：
- IEEE 802.1AS
- IEEE 802.1Qbu
- IEEE 802.1Qbv
- IEEE 802.1Qav
- IEEE 802.1Qat
- IEEE 802.1Qci
Marvell Technology Groups（美满电子科技公司）
车载以太网交换芯片方面，Marvell目前主力产品是88EA6321和88Q5050， 在2019 年 9 月，Marvell又推出了88Q5072 和 88Q6113，全部都满足TSN标准。88Q6113是目前Marvell的旗舰产品。
88Q6113提供的所有MAC端口都具有千兆及以上带宽，包括2个RGMII 或 MII/RMII/GMII端口、6个SGMII端口、2个 XFI 多速率 SerDes (1/2.5/5/10 Gbps) 或 SGMII 端口、1个PCIe 或 SerDes端口。支持高精度时间同步协议 (PTP) 等 AVB 协议。支持以下TSN功能：
- IEEE 802.1AS& IEEE 1588/PTP
- IEEE 802.1Qav/Qbv
- IEEE 802.1Qat
88Q6113 框图
Intel Corporation
Intel提供一系列TSN产品，其中包括离散式和集成式以太网控制器以及FPGA。为了向客户介绍 TSN，Intel在各个站点建立了测试平台（使用Intel Ethernet Controller I210 和Intel FPGA），用以展示 TSN 标准（如 IEEE 802.1Qbv）的实施。英特尔还与 Avnu Alliance*、工业互联网联盟 (IIC)* 和国际电工委员会 (IEC)* 等开放联盟管理的生态系统合作，定义这些标准以解决工业生态系统的痛点。
Intel还计划提供 Linux* Yocto 等开发人员工具，具体通过 PREEMPT-RT 内核补丁以及支持标准内核 TSN API 来实现。此外，Intel还计划为 TSN 中间件堆栈提供参考软件：OPC-UA (PubSub)、Linuxptp（802.1AS、1588）、演示应用程序等。Intel还计划提供一个软件工具包，使客户能够针对实时工作负载配置平台，而无需客户了解底层平台的细节。
Intel以太网控制器 I210
Intel Ethernet Controller I210 是用于实时以太网应用的离散网络适配器，可用作 TSN 端点。它支持工业应用的 IEEE802.1AS 和 IEEE 802.1Qbv（通过 TSN 参考软件）等 TSN 标准。TSN 参考软件是一款基于 C 的应用程序，它演示了如何使用“tc”实用程序配置TSN。
该网络适配器可以支持高达 1 Gb/s 的速度，从系统内存 (DRAM) 中预取以太网帧（在其指定的传输时间之前），并将此数据存储在传输缓冲区中。网络适配器还支持启动时间，这是一个处理以太网数据包的概念，可以指定可以传输数据包的确切时间。开发人员可以使用启动时间来减少传输以太网帧的不规则性。有兴趣测试 TSN 解决方案的制造商可以将此硬件添加到基板中，开始为其工厂评估 TSN。I210 控制器还支持 Qav，这是一种为特定流分配一定数量带宽的方法。更多详细信息可以查看Intel Ethernet Controller I210 Datasheet
PREEMPT-RT-（实时linux）
ETF: 该算法为每个传输队列提供基于时间的调度。它允许应用程序控制数据包从流量控制层出列到以太网控制器的瞬间。最早的 TxTime First (ETF) qdisc 为 TSN 应用程序提供了设置精确传输时间的能力。顾名思义，它将在内部维护从所有参与的 TSN 应用程序接收到的数据包的顺序，并在数据包传输时间之前将数据包发送到硬件。这种调度策略公开了一个称为“启动时间”的特性，可以为 TSN 应用程序中的流量指定准确的传输时间。它还支持将数据包卸载到硬件（如果 NIC 支持的话），从而提供更高的准确性。
TAPRIO: 该算法根据预先生成的时间顺序调度流量。TAPRIO qdisc 配置一系列门状态，其中每个门状态允许传出流量（用于流量类别的子集）通过，允许网络管理员配置流量类别的时间表。
Intel FPGA
为了加快支持 TSN 的系统的上市时间，Intel还在推动基于Intel FPGA 的 TSN 端点和交换机开发。根据官网的说法，原始设备制造商、原始设计制造商和工业设备制造商可以率先使用Intel FPGA，从而提高他们的投资回报率，并使他们的产品适用于工业物联网。随着新的 TSN 标准获得批准或现有标准发生变化，开发人员可以快速重新配置Intel FPGA，从而确保设备支持最新的 TSN 功能。
Hitachi TSN 测试平台
为了突出 TSN 的实用性，英特尔正与 Hitachi 合作探索 TSN 技术在 Hitachi 下一代产品中的应用。英特尔和 Hitachi 正在共同开发 TSN 测试平台，以支持 Hitachi 的技术要求，其中包括实时计算和分析工作负载。TSN 测试平台是两个自动化控制器的基本原型，它们相互通信以展示 TSN 功能和供应商互操作性。
National Instruments（美国国家仪器）
NI在2018年发布了支持NI-DAQmx和TSN的最新版CompactRIO控制器。这款控制器提供了基于标准以太网网络的确定性通信和同步测量，不仅提高了性能，还有助于提高生产力和灵活性。NI是市场上第一个推出支持TSN的工业嵌入式硬件的厂商。这款控制器的推出是NI持续投资TSN计划的一部分。工程师可以使用TSN技术实现基于网络的分布式系统同步，从而消除了对昂贵的同步电缆的需求。
通过基于标准以太网的TSN实现纳秒级同步，进而实现严格同步的分布式测量和控制。
Renesas（瑞萨电子）
瑞萨电子为智能工厂应用提供了基于CC-Link IE TSN 的系统解决方案，其中，R-IN32M4-CL3 片上系统是支持 CC-Link IE TSN B 类标准的控制器。R-IN32M4-CL3配备 R-IN 引擎、千兆以太网 PHY 和 1.3MB 的 RAM，可用于以太网通信。这样，无需软件实时操作系统和外部部件，就可以进行高速、大容量的通信。
2022年6月推出高性能的RZ/T2M电机控制微处理器单元（MPU），应用于交流伺服驱动器和工业机器人等领域。RZ/T2M除了支持EtherCAT、PROFINET RT和EtherNet/IP等主要工业网络协议外，还增加了对PROFINET IRT协议的支持。全新MPU还搭载一个支持下一代TSN标准的以太网交换机，允许多个设备精确同步运行。
Siemens（西门子）
2018年的汉诺威工博会上，西门子就展出了利用TSN连接两个Simatic控制器实现两个机器人的同步运动。2019的汉诺威工博会上，西门子延伸了演示装置的规模，并亮相了第一批TSN技术相关产品，包括具有TSN功能的网络组件、通信处理器、软件和网络管理系统。目前，西门子还没有量产的TSN相关产品。
三菱电机
以三菱为代表的 CC-Link IE 在 2019 年汉诺威展上演示了 CC-Link IE over TSN 的方案，其中使用了支持 TSN 功能的 CC-Link IE 的Controller 和 IO。
2020年三菱电机又发布了CC-Link IE TSN兼容产品：通信模块FX5-CCLGN-MS和远程I/O模块。
总 结
目前，TSN产业初具规模，主要产品集中在芯片和交换机，国内厂商起步较晚，市场中的TSN产品以国外厂商为主，国内产品集中在TSN交换机。多家企业联合搭建了多个大型测试床，测试床相关的资料在时间敏感网络白皮书中有总结，感兴趣的可以在SDNLAB公众号后台回复“TSN0706”获取白皮书。此外，ABB、Rockwell Automation、Bosch、施耐德、通用电气等公司也都宣布加入TSN阵营。
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