📘 TSN实战手册
30章 · 从零搭建
⚡ 时间敏感网络
v1.0
1
TSN概述
起源·价值
时间敏感网络起源、发展历程与核心价值，工业4.0/自动驾驶/音视频应用场景
2
TSN核心标准(一)
gPTP
IEEE 802.1AS-2020精确时间同步，主时钟选举、路径延迟测量与同步机制
3
TSN核心标准(二)
Qbv
IEEE 802.1Qbv时间感知整形器(TAS)门控调度，配置门控列表实现确定性低延迟
4
TSN核心标准(三)
帧抢占
IEEE 802.1Qbu & 802.3br帧抢占原理，保障关键流量不被长帧阻塞
5
TSN核心标准(四)
PSFP
IEEE 802.1Qci逐流过滤与监管，流过滤、流量整形与错误防范机制
6
TSN核心标准(五)
FRER
IEEE 802.1CB无缝冗余，序列号生成/复制/消除，零丢包切换
7
TSN核心标准(六)
Qcc配置
IEEE 802.1Qcc三种配置模型(全分布/集中网络/全集中)，UNI接口
8
TSN核心标准(七)
CQF
IEEE 802.1Qch循环排队与转发，与Qbv对比互补
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TSN网络基础
以太网&VLAN
以太网与TSN关系，802.1Q标签、PCP优先级与流量类别映射
10
TSN网络基础
流模型
Talker/Listener数据流模型，流特征定义(目的MAC/VLAN ID/优先级等)
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硬件平台选型
交换机芯片
NXP SJA1105/2100、Microchip LAN966x、Intel TSN控制器等选型考量
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硬件平台选型
FPGA & 软件
FPGA TSN IP核(Xilinx)与软件TSN栈(Linux)适用场景
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开发环境搭建
Linux TSN栈
OpenAvnu/TSN-utils/iproute2安装，内核配置与实时性优化
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开发环境搭建
测试工具
tsntool/ptp4l/tcpdump/Wireshark插件，最小TSN测试网络搭建
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实战一：gPTP时间同步
ptp4l
使用ptp4l/phc2sys配置主从时钟同步，日志验证同步精度
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实战二：Qbv门控调度
tas
tsntool/tc配置门控列表，关键与非关键流量隔离调度
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实战三：帧抢占配置
802.3br
支持硬件上配置帧抢占，验证关键流量延迟改善
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实战四：流过滤与监管
PSFP
tsntool配置PSFP，带宽限制与错误帧过滤
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实战五：无缝冗余
FRER
802.1CB双冗余零丢包切换，模拟链路故障验证
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实战六：CQF配置
循环排队
支持CQF交换机配置循环排队转发，端到端确定性延迟
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实战七：TSN+OPC UA
融合
OPC UA over TSN演示系统，工业现场确定性传输
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实战八：TSN与AVB融合
音视频
专业音视频桥接(AVB)系统，TSN音视频同步应用
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TSN网络规划
拓扑设计
根据延迟/抖动/带宽/可靠性需求进行拓扑与流量规划
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TSN网络规划
流预留SRP
流预留与准入控制(Stream Reservation)原理，避免过载
25
TSN网络规划
时钟域
时钟域规划，大型TSN网络时钟同步精度问题
26
TSN网络规划
安全
访问控制、MACsec加密与防攻击策略
27
TSN网络规划
多跳延迟
多跳TSN延迟累积计算，端到端延迟优化配置
28
TSN网络规划
5G融合
TSN与5G URLLC场景应用与挑战
29
TSN网络规划
测试验收
一致性测试、互操作性测试与性能测试方法论
30
总结与展望
趋势
TSN over Wi-Fi、AI结合，持续学习与社区资源推荐