TSN与5G技术有效整合，将为工业领域应用提供无限可能

随着美利坚大统领川总在世界范围内给华为做了一波又一波不要钱的活广告，5G这个新事物也逐渐为广大吃瓜群众所熟知，似乎在一夜之间，大家都达成了一个共识：

有了5G，电影可以1秒下载完；

有了5G，我们可以躺在床上看4K大电影；

有了5G，吃鸡可以更流畅；

有了5G，10GB流量瞬间就没了

……

总之，有了5G，我们的网络世界似乎全变了，但是5G究竟是什么呢？似乎又是云里雾里，不可捉摸。5G的确能够给我们的网络带来巨大的改变，但这些改变并不仅仅是在我们的日常生活使网速变得更快，更多的应该是体现在高速的网络响应将会带来诸多领域内的通信革命。

比如 工业领域 

在工业领域，随着智能工厂的进一步发展和建设，基于以太网技术的IEEE802.1时间敏感网络（TSN）正在成为工业4.0的网络标准的重要组成部分。

作为移动通信的5G，拥有极短的网络延时，因此和TSN一样，也有望可以在工厂中部署，并与TSN共存并解决工业生产的主要需求，充分发挥5G的灵活性和TSN的极低延迟性。例如，有效减少电缆铺设、移动设备广泛应用等。

除此之外，5G和TSN也可以集成在一起，以提供最优的解决方案，满足工业控制中点对点的控制所需的无缝连接和高稳定性。最终，这些关键技术的整合将会满足智能工厂的需要。

5G技术：增加超可靠低延迟的通信

在我们的理解中，5G是为智能手机或平板电脑等消费设备提供增强的移动宽带服务，实际上工业才是发挥其最核心价值的领域。能够为物联网（IoT）通信和工业网络系统量身定制。那为什么在之前的移动通信中我们很少提到这一应用场景呢？难道仅仅是因为5G的速度比较快吗？并不尽然。

大家都知道，5G的前辈叫“4G”，4G的系统构架主要包括无线侧（即LTE）和网络侧（SAE）。准确点讲，这个4G系统构架在3GPP里叫EPS（Evolved Packet System，演进分组系统）。EPS指完整的端到端4G系统，它包括UE（用户设备）、E-UTRAN（演进的通用陆地无线接入网络）和EPC核心网络（演进的分组核心网），这个EPS是专为移动宽带而设计的，从3G到4G的演进属于整体演进，即核心网和接入网整体从3G演进到4G。

可是到了5G这里，发生了一些变化，3GPP组织把接入网（5G NR）和核心网（5G Core）拆分开了，可以独立演进，这样，5G就不仅仅是针对增强型移动宽带服务了，它主要可以面对三大场景：增强型移动宽带（eMBB），连接大量设备/传感器的大规模机器通信（mMTC）、控制系统之间的超可靠低延迟通信（Ultra-Reliable Low Latency Communication， URLLC）与关键通信。针对这三大场景，国际电信联盟（ITU）也提出了三大关键性指标：

增强型移动宽带（eMMB）：峰值数据速率>10Gb/s

大规模机器类型通信（mMTC）：接入密度>1M/km2

超可靠的低延迟通信（URLLC）：端到端延迟<1ms

之前，我们的移动通信网络，包括3G和4G主要都集中在eMBB的应用上，而在5G的发展中，基于mMTC的技术特性，可以实现机器联网、万物联网，基于URLLC的技术特性，使5G得以成为无线通信领域中时间敏感网络最合适候选者。

同样，这URLLC的特性对于工业自动化也至关重要，因为它可以创建实时交互通信系统，也可以满足与TSN集成的要求，从下图中，我们可以看到，mMTC和URLLC特性大大拓展了5G的应用领域，为移动网络的发展提供了无数种新的可能。

5G在阶段1（3GPP Release 15）和阶段2（3GPP Release 16，于2020年3月完成）引入了一些新的功能，这些功能减少了单向延迟，并使通过无线信息传输的可靠性高达99.999%，同时具有灵活的上行链路调度和精确的时间同步，这将加强进一步5G对TSN流量的支持。随着5G的不断发展，一些新的应用趋势正在出现，越来越多的垂直行业得以支持，如：非地面网络、车辆应用、公共安全和工业物联网（IoT），而这也可以实现其在工业自动化等控制领域的应用。

随着物联网、工业互联网和工业信息化、智能化的不断发展，无线技术将成为未来发展的大趋势。

通过5G技术，将可以在不需要电缆的情况下增加新的设备，也可以使用具有高度灵活性的移动设备，且由于5G支持远程连接，这些设备不需要位于同一站点，这将可以通过网络连接位于不同地点的分散型生产线。

而在去年的汉诺威工博会上，无线TSN网络和技术作为未来工业网络的发展趋势着实是大放异彩。

目前，CC-Link协会也在无线技术领域积极参与开发，并已在以太网无线通信下，实现高可靠性的数据通信。相信随着TSN的进一步发展和5G技术的商业化及成熟应用，CC-Link IE TSN和5G技术的有效整合也将指日可待，我们可以大胆的展望未来，届时将在更多的工业场景和应用领域见到CC-Link IE TSN的身影。