虹科干货|TSN标准——IEEE802.1AS-2020和IEEE802.1AS-2011有哪些不同？

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IEEE802.1AS-2020

—— 和IEEE802.1AS-2011有哪些不同——

“ IEEE 802.1AS 概要

IEEE 802.1工作组正在推动时间敏感网络（TSN）标准在工业自动化和汽车领域的应用。最主要的工作就是建立一个协议标准，允许在以太网（IEEE STD 802.3）和WiFi（IEEESTD 802.11）网络上传输同步后的时间。IEEE STD 802.1AS就是这样一个TSN标准，规定了如何传输时间同步信息。IEEE STD 802.1AS包括IEEESTD 1588精密时间协议（PTP）的概要。IEEE802.1工作组最近完成了IEEE STD 802.1AS-2020的工作，其中包括了同样是最近完成的IEEE STD 1588-2019的一些特征。它们基于旧版本协议IEEE STD 802.1AS-2011和IEEE STD 1588-2008做出了重大修订。

”

Q

IEEE 802.1AS为什么会出现?

在发布最早的IEEE STD 802.1AS（2011）之前，IEEESTD 1588被用于在局域网中传输精确时间。虽然IEEE STD 802.1AS是基于IEEE STD 1588，但IEEESTD 802.1AS的需求集中在局域网应用中非常重要的两个方面：

①适当的成本：使用自由运行时钟将会允许使用低成本的振荡器，这些振荡器在工业自动化和汽车车载网络应用中非常常见。②一致的性能：IEEE STD 802.1AS协议会验证网络中（例如域）的所有设备的操作协议。例如，如果检测到不支持IEEE STD 802.1AS协议的以太网交换机，则这个交换机会被排除在传输时间之外。这提供了一致的性能，对于许多局域网应用至关重要。原始的IEEE STD 802.1AS针对即插即用的音视频应用程序，新的IEEE STD 802.1AS-2020保持向后兼容性。

Q

IEEE 802.1AS的应用领域是什么？

由于IEEE STD 802.1AS对许多局域网应用的相关性，在以下领域中，标准化使用IEEE STD 802.1AS的工作正在进行：①工业自动化：在工业自动化的TSN文档IEC/IEEE60802的草案中，时间同步需要满足IEEE STD 802.1AS。②汽车车载网络：在车载以太网通讯的TSN文档IEEEP802.1DG的草案中，时间同步需要满足IEEE STD 802.1AS。③5G：为了将5G系统集成到工业自动化应用中，3GPP组织中5G威廉希尔官方网站 草案中，时间同步需要满足IEEE STD 802.1AS。这些应用以前使用了许多其它标准，在最早的IEEE STD 802.1AS中的时间传输的规范和IEEE STD 802.1AS-2020的新特性允许这些应用程序使用基于IEEE 802的时间同步，功能集中于单个标准。其它的应用正在研究中。

Q

IEEE 802.1AS-2011对比IEEE STD1588-2008

IEEE STD 802.1AS-2011增加了两种威廉希尔官方网站 和相关协议，这些内容不属于IEEE STD 1588-2008。这些威廉希尔官方网站 是：

①对于一个节点测量本地时钟对主时钟（网络中的所有时序都应该能够追溯到主时钟）的频率偏移量的方法，需通过不断地测量本地时钟相对于链路上相邻设备的频率偏移量，然后在一个时间同步报文中积累所有这些频率偏移量。注：如果本设备距离主节点最近的路径是：主节点-设备A-设备B-本设备，这意味着需要分别测量主节点到设备A、设备A到设备B、设备B到本设备的频率偏移量，在最后进行累加。设备可以在同步报文中找到所有的三个结果。

②将IEEE Std 802.1AS协议分成媒体相关层和媒体无关层的架构，媒体相关层能够利用为相应媒体指定的本地定时机制。

第一种威廉希尔官方网站 允许在GM（Grandmaster）或拓扑发生变化时快速收敛，因为和相邻设备频率偏移量是持续测量的，因此在GM或拓扑发生变化时，设备就会得知。第二种威廉希尔官方网站 有助于使用那些想要传输时间的媒体已经开发好的时间机制，即，该威廉希尔官方网站 避免了重复开发现有的定时机制。在IEEE Std 802.1AS-2011中，该威廉希尔官方网站 用作IEEE Std 802.11链路、IEEEStd 802.3 EPON和协调共享网络（例如，同轴电缆多媒体（MoCA））上的时间传输规范。这两种威廉希尔官方网站 都已添加到IEEE Std 1588-2019中，因此它们可以轻松用于任何有用的PTP配置文件。

IEEE Std 802.1AS-2011还指定了一种模型，其中本地时钟是自由运行的，而不是采用锁相环或其它滤波器。这避免了需要通过严格指定过滤器参数来控制时间误差累积，这在不存在广泛网络设计能力的即插即用环境（例如，消费者环境）中很有帮助。

Q

IEEE 802.1AS-2020对比IEEE802.1AS-2011

IEEE Std 802.1AS-2020在IEEE Std 802.1AS-2011的基础上增加了：①通过使用精细定时测量(FTM)协议在IEEE802.11链路上传输，该协议具有更好的时间精度。在IEEE Std 802.1AS-2011中使用的是IEEE Std 802.11的定时测量(TM )协议。②复数个域，用于以下情况：A.用于专业的音视频以及新兴的工业和汽车应用，以帮助促进容错和冗余。B.同时允许工业应用中的工作时钟和全球时间。③改进特性以检测不符合IEEE Std 802.1AS-2020和/或IEEEStd 802.1AS-2011的设备的存在，并且不使用这些设备传输时间。④支持IEEE Std 1588-2019中新的公共平均链路延迟服务的PTP配置，这允许对单个PTP链路进行延迟测量的结果，能够被所有PTP域使用。所有上述功能都是在满足IEEE Std 1588配置要求的同时开发的。

Q

IEEE 802.1AS-2020和IEEE STD1588-2019

在IEEE Std 802.1AS-2011的开发过程中，与IEEE P1588委员会进行了重要合作，以确保IEEE Std 802.1AS-2011引用IEEEStd 1588-2008后，与IEEE Std 1588保持一致。随着IEEE Std 802.1AS-2020和IEEE Std 1588-2019的发展，合作继续进行，包括：

①确保IEEE Std 802.1AS-2020与IEEE Std 1588-2019一致。

②IEEE Std 1588-2019纳入新特性：通过累积相邻设备频率偏移量来计算整体的和媒体独立/媒体相关层架构。

③促进IEEE Std 1588-2019开发公共平均链路延迟服务功能，虽然最初认为是IEEE Std 802.1AS-2020需要此功能，但人们认为其它使用PTP的场景也可能会受益。

IEEE 1588项目和IEEE 802.1AS项目之间的密切合作有助于从整体上改进IEEE标准组合。例如，当IEEE 802.1AS项目的改进被重新集成到基本IEEE 1588标准中时，这些改进可以用于局域网以外的应用程序（例如ITU-T中指定的电信威廉希尔官方网站 ）。

这项工作表明IEEE 802.1对新应用的承诺和对现有标准的支持。IEEE Std 802.1AS-2020修正案的新工作已经开始，将允许使用热备份用于改进容错和冗余。

虹科TSN产品推荐

1.RELY-TSN-REC

 

RELY-TSN-REC

RELY-TSN-REC能够使用与分析中的网络中其他设备相同的I E E E 802.1AS时序参考来检查，时间戳记和记录常规以太网和时敏网络流量。①支持同时读/写数据操作②工业温度级大容量SSD磁盘③远程访问本地存储；与Wireshark 兼容的标准文件格式（PCAP）④通过扩展端口支持IEEE 802.1AS同步

2.RELY-TSN-PCIe

 

RELY-TSN-PCIe

该设备可用作PCIe TSN端点和提供2 个多媒体千兆以太网端口和2个内部端口的TSN桥。①IEEE802.1AS–定时和同步②IEEE 802.1Qbv –计划流量的增强③IEEE 802.1Qav –时间敏感流的转发和排队增强④IEEE 802.1Qcc –流保留协议的增强⑤IEEE 802.1Qci * –每流过滤和管理⑥IEEE 802.1CB * –可靠性的帧复制和消除⑦IEEE 802.1Qbu *和IEEE802.3br * –帧复制和可靠性消除

3.RELY-TSN-Bridge

 

RELY-TSN-Bridge

该设备可用作提供4个多媒体千兆以太网端口和1个内部端口的TSN桥，可与市场上的其他产品互操作。①IEEE 802.1AS –定时和同步②IEEE 802.1Qbv –计划流量的增强③IEEE802.1Qav –时间敏感流的转发和排队增强④IEEE 802.1Qcc –流保留协议的增强⑤IEEE 802.1Qci * –每流过滤和管理⑥IEEE802.1CB * –可靠性的帧复制和消除⑦IEEE 802.1Qbu *和IEEE802.3br * –帧复制和可靠性消除

4.RELY-TSN-KIT

 

RELY-TSN-KIT

为了为系统集成商提供一种有效的TSN方法，RELYUM已推出了首款基于最终产品的TSN套件，该套件可评估：①基于IEEE 802.1AS时间同步的重要性；②借助时间感知整形器，可以确定性地交付实时流量；③通过基于信用的整形器在流量类别之间进行带宽分配和预留的好处。RELY-TSN-KIT，这是第一个针对TSN的开箱即用的解决方案，它可以无缝实施确定性以太网网络，并从这些威廉希尔官方网站 复杂性中抽象出用户设备和应用。这个新工具包具有以下主要优点：①它基于TSN最终产品，可用于TSN网络的任何实际实现中；②它与任何具有可用PCIe插槽，运行几乎所有操作系统的标准PC兼容。除此之外，它还旨在最小化主机PC中所需的配置。这样就产生了一个TSN“即插即用”工具包，无论他对TSN的了解如何，任何用户都可以使用它。