《信息技术 系统间远程通信和信息交换 局域网和城域网 桥接局域网用时间敏感应用的定时和同步gbt 42404-2023》详细解读

《信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网桥接局域网用时间敏感应用的定时和同步gb/t42404-2023》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4缩略语5符合性5.1概述5.2协议实现符合性声明(PICS)5.3时间感知网桥和终端站contents目录5.4全双工链路的MAC特定定时和同步方法5.5MAC特定定时和同步方法5.6EPON的MAC特定定时和同步方法5.7PON系统传送频率同步的实现方式5.8PON系统传送时间同步的实现方式5.9用于协调共享网络(CSN)的MAC特定定时和同步方法contents目录6约定6.1概述6.2服务规范定义和记法6.3数据类型和在线格式7桥接局域网的时间同步模型7.1概述7.2时间感知的桥接局域网体系架构7.3时间同步contents目录7.4时间感知系统体系架构7.5gPTP和PTP的区别8基本概念8.1gPTP域8.2时标8.3不对称通信路径8.4消息8.5端口contents目录8.6时间感知系统特性9应用接口9.1接口概述9.2ClockSourceTime9.3ClockTargetEventCapture接口9.4ClockTargetTriggerGenerate9.5ClockTargetClockGenerator接口9.6ClockTargetPhaseDiscontinuity10媒体无关层规范contents目录10.1概述10.2时间同步状态机10.3最佳主时钟选择和宣布间隔设置状态机10.4消息属性10.5消息格式10.6协议定时特征11全双工、点对点链接媒体相关层规范11.1总则contents目录11.2基于全双工、点对点链路的MD实体状态机11.3消息属性11.4消息格式11.5协议定时特征12GB15629.11链路的媒体相关层规范12.1总则12.2消息12.3asCapable的测量contents目录12.4状态机12.5VendorSpecific信息元素的格式12.6同步消息间隔13以太网无源光网络链路接口的媒体相关层规范13.1总则13.2消息属性13.3消息格式contents目录13.4asCapable测量13.5EPON链路分层13.6服务接口定义13.7MD实体全局变量13.8状态机13.9消息传输间隔14计时和同步管理14.1概述contents目录14.2默认参数数据集14.3当前参数数据集14.4父参数数据集14.5时间属性参数数据集14.6端口参数数据集14.7端口参数统计数据集14.8可接受的主表参数数据集15受控对象的定义contents目录15.1概述15.2互联网标准管理框架15.3MIB结构15.4安全注意事项附录A(规范性)协议实现一致性声明(PICS)形式A.1简介A.2缩写和特殊符号A.3完成PICS形式表的说明contents目录A.4网桥实现的PICS形式表A.5主要能力A.6媒体访问控制方法A.7最小时间感知系统A.8信号A.9最佳主时钟A.10Grandmaster-capable系统A.11Media-independent控制contents目录A.12Media-dependent,全双工、点到点链路A.13Media-dependentGB15629.11链路A.14Media-dependentEPON链路A.15Media-dependentCSN链路A.16Media-dependentMoCA链路A.17Media-dependentITU-TG.hn链路contents目录附录B(规范性)性能要求B.1LocalClock要求B.2时间感知系统要求B.3端到端时间同步性能B.4端到端抖动和漂移性能附录C(资料性)时标及时元C.1概述C.2TAI和UTCcontents目录C.3NTP和GPSC.4时标转换C.5时区和GMT附录D(规范性)状态图符号附录E(规范性)CSN网络媒体层规范E.1概述E.2协调共享网络特性E.3CSN链路分层contents目录E.4CSN骨干网上的路径延迟测量E.5同步消息E.6CSN的特定要求E.7最佳主时钟功能E.8CSN时钟和节点要求附录F(资料性)本文件中包含的PTP配置文件F.1概述contents目录F.2标识F.3PTP属性值F.4PTP选项F.5本地时钟和时间感知系统的性能要求参考文献011范围适用对象该标准适用于需要桥接局域网以实现时间敏感应用的系统。适用于各种规模和复杂度的局域网桥接场景。涵盖内容规定了桥接局域网中用于时间敏感应用的定时和同步要求。涉及了时间同步协议、时间戳的准确性和稳定性等方面的要求。该标准不适用于广域网或其他类型的网络通信。不涉及非时间敏感应用的局域网桥接。不适用范围目标与意义提供统一的定时和同步要求，确保时间敏感应用在桥接局域网中的可靠运行。促进不同设备和系统之间的互操作性，提高网络通信效率。““022规范性引用文件GB/TXXXX-XXXX信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第X部分：XXXXGB/TXXXX-XXXX信息技术系统间通信和信息交换局域网和城域网桥接局域网GB/TXXXX-XXXX信息技术开放系统互连网络层的协议引用标准相关技术文件IEEEXXXX-XXXX局域网和城域网标准IECXXXX远程通信和信息交换的相关技术规定一种能够提供确定性传输的网络技术，满足实时通信的需求。时间敏感网络（TSN）确保网络中各个设备之间的时间同步，以实现精确的时间控制。定时和同步通过网桥连接的两个或多个局域网，实现网络之间的数据交换。桥接局域网术语和定义010203PTP精确时间协议（PrecisionTimeProtocol）TSN时间敏感网络（Time-SensitiveNetworking）AVB音频/视频桥接（Audio/VideoBridging）符号和缩略语033术语和定义定义时间敏感网络（Time-SensitiveNetworking，TSN）是一种能够提供确定性数据传输服务的以太网技术。特点TSN通过精确的时间同步和流量调度，确保数据在确定的时间内到达，从而满足实时性要求。3.1时间敏感网络桥接局域网（BridgedLocalAreaNetwork，BLAN）是指通过网桥或交换机连接起来的多个局域网段。定义桥接局域网能够实现不同局域网段之间的数据交换和通信。功能3.2桥接局域网3.3时间同步实现方式时间同步可以通过网络时间协议（NetworkTimeProtocol，NTP）或精密时间协议（PrecisionTimeProtocol，PTP）等实现。定义时间同步是指将分布在不同地点的时钟对准到同一时间标准，以保证各个时钟之间的时间偏差在允许的范围内。定义定时是指按照预定的时间计划执行任务或操作。应用在桥接局域网中，定时可以用于控制数据的传输时间、调度网络资源等，以满足时间敏感应用的需求。3.4定时044缩略语PrecisionTimeProtocol，精确时间协议PTPGrandmasterClock，特级大师时钟GM01020304BestMasterClockAlgorithm，最佳主时钟算法BMCASlaveClock，从时钟SM4.1通用缩略语Time-SensitiveNetworking，时间敏感网络TSN4.2专用缩略语AudioVideoBridging，音视频桥接AVBgeneralizedPrecisionTimeProtocol，通用精确时间协议gPTPAnnouncementSuppression，公告抑制AS055符合性设备的硬件和软件应相互兼容，能够保证系统的稳定性和可靠性。设备应通过相关测试和验证，确保其符合本标准的要求。设备应符合本标准规定的所有要求，包括功能、性能、接口和协议等方面的要求。5.1符合性要求应提供符合性验证的方法和步骤，以便用户和第三方机构进行验证。5.2符合性验证符合性验证应包括功能测试、性能测试、接口测试和协议测试等方面。测试结果应详细记录，并提供测试报告，以便用户和第三方机构进行评估。010203设备的生产商或供应商应提供符合性声明，明确说明设备符合本标准的要求。符合性声明应包括设备的型号、版本、生产日期等信息，以便用户和第三方机构进行查证。如设备不符合本标准的要求，生产商或供应商应承担相应的责任，并采取措施加以改进。5.3符合性声明065.1概述随着工业互联网、智能制造等领域的快速发展，时间敏感网络应用需求日益增长。桥接局域网在时间敏感应用中扮演着重要角色，需要精确的定时和同步机制来确保数据传输的准确性和实时性。标准的制定背景该标准的制定旨在规范桥接局域网中时间敏感应用的定时和同步要求，提高网络通信的可靠性和性能。标准的主要内容定义了时间敏感应用中桥接局域网的定时和同步要求。01规定了时间同步协议、时间戳机制以及时间偏差校正方法等关键技术。02明确了设备间时间同步精度、时间偏差容忍度等性能指标。03123为时间敏感网络应用提供了统一的定时和同步标准，有利于推动相关产业的发展。提高了桥接局域网中数据传输的准确性和实时性，满足了工业互联网、智能制造等领域对高精度时间同步的需求。为设备制造商和用户提供了明确的指导和规范，降低了研发和应用的难度。标准的实施意义075.2协议实现符合性声明(PICS)PICS是协议实现符合性声明的简称，用于描述特定协议实现的细节，以确保不同实现之间的兼容性和互操作性。定义与作用通过提供统一的声明格式和内容要求，PICS有助于推动信息技术领域相关产品和服务的标准化进程。标准化重要性PICS概述明确所实现的协议版本，以确保各方基于相同版本进行通信。协议版本信息列举所支持的具体功能点，包括必选功能和可选功能，以便用户了解实现范围。功能支持情况提供关键性能指标，如传输速率、时延、抖动等，帮助用户评估实现性能。性能参数说明PICS内容要素编写要求遵循相关标准和规范，确保PICS内容准确、完整且易于理解。审核流程经过内部审核和外部专家评审，确保PICS的权威性和可信度。PICS编写与审核应用场景在设备采购、系统集成、测试验证等环节，PICS可作为重要参考依据。实例分析通过具体案例，展示如何运用PICS指导实际工作，提高项目成功率和实施效率。PICS应用与实例085.3时间感知网桥和终端站时间感知网桥能够提供高精度的时间同步功能，确保网络中各个设备之间的时间一致性。精确时间同步通过感知网络中的时间信息，网桥可以优化数据传输的路径和时间，提高网络传输效率。数据传输优化时间感知网桥可以根据网络流量的情况进行智能调度，避免网络拥堵和数据丢失。流量控制时间感知网桥的功能时间同步接收终端站能够接收时间感知网桥发送的精确时间同步信号，确保与网络中的其他设备保持时间一致。数据传输网络状态监测终端站的功能终端站负责数据的发送和接收，与时间感知网桥协同工作，实现高效、准确的数据传输。终端站可以监测网络的状态，包括网络延迟、丢包率等指标，为网络优化提供依据。时间感知网桥与终端站的交互网络状态信息的反馈终端站会将监测到的网络状态信息反馈给时间感知网桥，为网桥的优化调度提供依据。数据传输的协同时间感知网桥会根据网络状况调度终端站的数据传输，确保数据的及时、准确传输。时间同步信号的传输时间感知网桥会定期向终端站发送时间同步信号，确保终端站与网络中的其他设备时间一致。095.4全双工链路的MAC特定定时和同步方法VS全双工链路的MAC特定定时和同步方法首先依赖于一个精确的时钟源。这个时钟源为整个局域网提供一个统一的时间基准，使得所有设备能够在一个共同的时间框架下进行通信。2.时间戳的应用在数据传输过程中，每个数据包都会被打上时间戳。这些时间戳记录了数据包发送和接收的精确时间，从而允许接收端准确地计算出数据传输的延迟，进而调整其本地时钟以与发送端保持同步。1.同步机制的基础5.4全双工链路的MAC特定定时和同步方法3.MAC层协议优化为了实现更高效的同步，MAC层协议也进行了相应的优化。这包括减少数据传输过程中的冲突和重传，提高信道利用率，以及确保数据包能够按照预定的时间顺序到达目的地。5.4全双工链路的MAC特定定时和同步方法4.错误检测和纠正该方法还包括了错误检测和纠正机制，以确保在传输过程中出现的任何错误都能被及时发现并修正。这有助于维护数据的完整性和同步的准确性。5.兼容性和可扩展性此外，该方法还考虑了兼容性和可扩展性的问题。它旨在与现有的网络设备和协议相兼容，同时能够适应未来网络技术的发展和扩展需求。105.5MAC特定定时和同步方法定时和同步需求以太网技术广泛应用于局域网和城域网，对于时间敏感应用，需要精确的定时和同步机制来确保数据传输的准确性和实时性。IEEE1588精确时间协议（PTP）该协议提供了一种在分布式系统中实现高精度时间同步的机制，通过交换时间戳信息来校准各个设备之间的时钟。MAC层时间戳在MAC层对数据包进行时间戳标记，可以消除网络传输延迟对时间同步精度的影响，提高同步准确性。5.1以太网MAC层定时和同步无线传输特点无线局域网具有传输距离远、移动性强等特点，因此需要更加精确的定时和同步机制来应对信号传输过程中的干扰和衰减。5.2无线局域网MAC层定时和同步无线局域网时间同步协议（WTP）该协议针对无线局域网的特点，通过交换时间戳信息和其他相关参数来实现高精度时间同步。跨层设计在无线局域网中。MAC层与物理层之间的跨层设计可以进一步提高时间同步的准确性5.3桥接局域网MAC层定时和同步桥接设备的作用桥接设备在局域网之间起到连接和转发数据的作用，对于时间敏感应用，需要确保桥接设备之间的定时和同步。透明桥接与源路由桥接透明桥接不改变数据帧的内容，而源路由桥接需要在数据帧中添加路由信息。这两种桥接方式在定时和同步方面有不同的需求和实现方式。桥接局域网时间同步协议（BTP）针对桥接局域网的特点，可以设计专门的时间同步协议来实现各个桥接设备之间的高精度时间同步。该协议需要考虑网络拓扑结构、传输延迟等因素对同步精度的影响。115.6EPON的MAC特定定时和同步方法EPON（EthernetPassiveOpticalNetwork，以太网无源光网络）是一种基于以太网技术的无源光网络。5.6.1概述在EPON中，MAC（MediaAccessControl，媒体访问控制）层负责数据的封装和传输。为了实现时间敏感应用的定时和同步，EPON的MAC层需要采用特定的定时和同步方法。5.6.2EPONMAC特定定时方法EPON系统还支持周期性的时间同步信号，用于校准终端设备的时钟，确保整个网络的时间一致性。通过使用时间戳技术，对每个数据包进行标记，从而精确地控制数据包的发送和接收时间。EPONMAC层采用精确的时钟源来提供定时信息，确保数据在特定的时间窗口内传输。010203为了实现同步，EPONMAC层采用了分布式的时间同步协议。当终端设备接收到时间同步消息后，会调整自身的时钟以与BMC保持一致，从而实现整个网络的同步。同步过程中，EPON系统会使用专门的时间同步消息进行通信，这些消息包含了必要的时间信息和同步控制指令。通过选举最佳主时钟（BestMasterClock，BMC）作为整个网络的时间参考，其他设备则与该时钟进行同步。5.6.3EPONMAC特定同步方法01020304在实施和部署EPON的MAC特定定时和同步方法时，需要确保网络设备的兼容性和互操作性。为了提高定时和同步的精度和稳定性，建议采用高质量的光纤和光器件来构建EPON网络。同时，还需要考虑网络规模、拓扑结构以及传输距离等因素对定时和同步性能的影响。5.6.4实施与部署注意事项125.7PON系统传送频率同步的实现方式5.7PON系统传送频率同步的实现方式2.系统时钟的传递OLT生成的系统时钟会提供给PON业务板作为线路参考时钟。这样，PON的下行线路时钟就能同步于系统时钟，并通过光纤线路传递到ONU（光网络单元）。1.OLT设备的功能在PON系统中，OLT（光线路终端）设备起着关键作用。它支持外部高精度参考时钟的输入，如BITS输入或同步以太接口等。OLT设备内置时钟模块，该模块能够完成对参考时钟的跟踪和锁定，从而生成系统时钟。ONU设备从线路中恢复时钟，实现对OLT外部输入参考时钟的同步跟踪。这意味着ONU能够接收到与OLT设备同步的时钟信号，确保整个PON系统的频率同步。3.ONU的恢复时钟功能值得注意的是，OLT的NNI侧接口（网络侧接口）与ONU的UNI侧接口（用户侧接口）与PON内部的频率传送接口是分离的。这种设计使得OLT的NNI侧和ONU的UNI侧可以采用现有的任何频率同步接口，如同步以太、卫星接口（如GPS、北斗等）或IEEE1588V2等。4.接口分离原则5.7PON系统传送频率同步的实现方式135.8PON系统传送时间同步的实现方式1.时间同步需求PON系统需要确保各个节点之间的时间同步，以满足时间敏感应用的需求。时间同步的精度和稳定性对于整个系统的性能至关重要。2.实现方式利用OLT（OpticalLineTerminal，光线路终端）进行时间同步OLT作为PON系统的核心设备，负责向ONU（OpticalNetworkUnit，光网络单元）发送精确的时间信息。采用IEEE1588v2协议该协议提供了精确时间传送机制，可以实现纳秒级的时间同步精度。通过该协议，OLT可以定期向ONU发送时间戳信息，使ONU能够校准其本地时钟。使用广播方式发送时间同步信息为了确保所有ONU都能接收到时间同步信息，OLT可以采用广播方式发送包含时间戳的报文。这样，每个ONU都可以根据接收到的报文来调整其本地时钟。由于PON网络中存在多个分支和节点，可能会导致时间同步信息的传输延迟。为了解决这个问题，标准中提出了采用时间戳技术和补偿算法来减少延迟对时间同步精度的影响。网络延迟问题由于各个ONU的本地时钟可能存在微小的差异（即时钟漂移），因此需要定期校准。标准中建议采用定期发送时间同步报文的方式来校准ONU的时钟。时钟漂移问题3.技术挑战与解决方案4.安全性和可靠性考虑为了确保时间同步信息的安全性和完整性，标准中提出了采用加密和认证技术来保护时间同步报文免受篡改和伪造。同时，为了确保时间同步的可靠性，标准中还规定了严格的错误检测和纠正机制。综上所述，GB/T42404-2023标准中详细规定了PON系统传送时间同步的实现方式，包括利用OLT进行时间同步、采用IEEE1588v2协议、使用广播方式发送时间同步信息等。这些规定旨在确保PON系统中各个节点之间的时间同步精度和稳定性，以满足时间敏感应用的需求。145.9用于协调共享网络(CSN)的MAC特定定时和同步方法5.9.1概述本节定义了用于协调共享网络（CSN）的MAC特定定时和同步方法，以确保在桥接局域网中时间敏感应用的正确性和性能。这些方法旨在最小化网络延迟和抖动，同时提供精确的定时和同步功能，以满足各种工业自动化和控制应用的需求。基于时间戳的定时通过在网络帧中添加时间戳信息，接收端可以根据时间戳来精确计算帧的传输延迟，从而实现精确的定时控制。周期性发送同步帧5.9.2MAC特定定时方法通过定期发送包含时间信息的同步帧，所有接收节点可以根据同步帧来调整其本地时钟，以实现网络范围内的时钟同步。01025.9.3同步方法网络中不存在明确的主节点，所有节点通过相互交换时间信息来共同维护一个全局时钟。这种方法具有更高的灵活性和可扩展性，但实现复杂度也相对较高。分布式同步在网络中选择一个主节点，其他节点作为从节点。主节点负责发送同步信号，从节点根据接收到的同步信号来调整其本地时钟，以实现与主节点的时钟同步。主从同步定时精度评估通过测量实际传输延迟与理论传输延迟之间的偏差来评估定时方法的精度。优化措施可能包括改进时间戳生成机制、提高同步帧发送频率等。同步稳定性评估通过监测网络范围内各节点时钟的偏差来评估同步方法的稳定性。优化措施可能包括增强时钟调整算法、优化网络拓扑结构等。5.9.4性能评估与优化156约定术语和定义时间敏感网络（TSN）01一种能够提供确定性数据传输服务的以太网技术，满足时间敏感应用对实时性、可靠性和同步性的需求。桥接设备（Bridge）02在网络中用于连接不同局域网段，实现数据帧转发和过滤的设备。端系统（EndSystem）03连接到局域网上的设备，能够发送和接收数据帧，实现网络通信功能。时间同步（TimeSynchronization）04通过网络协议和技术手段，实现网络中各个设备时钟的同步，保证数据传输的实时性和准确性。TSN时间敏感网络（Time-SensitiveNetworking）PTP精确时间协议（PrecisionTimeProtocol）AS应用特定（Application-Specific）VLAN虚拟局域网（VirtualLocalAreaNetwork）符号和缩略语01030504AVB音频/视频桥接（Audio/VideoBridging）02[请在此处插入参考文献或网址]参考资料“本标准中的约定应适用于整个标准的解释和实施过程中。约定说明本标准中使用的术语、定义、符号和缩略语应与上述内容保持一致。对于未在本标准中明确说明的术语、定义、符号和缩略语，可参考相关领域的国际标准、国家标准或行业标准进行解释。010203166.1概述标准制定背景01随着局域网技术的快速发展，桥接局域网在不同系统间的应用越来越广泛，对时间敏感应用的定时和同步需求也日益增长。在桥接局域网领域，缺乏针对时间敏感应用的统一定时和同步标准，导致不同系统间的兼容性和互操作性受限。制定该标准旨在规范桥接局域网用时间敏感应用的定时和同步技术，推动相关产业的发展和创新。0203桥接局域网需求增长现有标准不足推动产业发展01术语和定义明确了标准中使用的关键术语及其定义，为后续内容提供基础。标准内容概述02定时和同步要求详细阐述了桥接局域网中时间敏感应用的定时和同步要求，包括时钟精度、时间同步协议等方面。03技术实现方案提供了满足定时和同步要求的技术实现方案，包括硬件支持、软件算法等。通过规范的定时和同步技术，可以提高桥接局域网中时间敏感应用的性能和稳定性。提升系统性能统一的标准有助于不同系统间的兼容性和互操作性，降低集成和维护成本。增强兼容性标准的制定为相关产业提供了技术创新的基础，有助于推动新技术和新产品的研发和应用。推动创新标准实施意义176.2服务规范定义和记法服务规范定义010203服务接口定义明确服务提供者与使用者之间的交互方式和数据格式，包括输入、输出参数以及异常处理方式。服务功能描述详细描述服务所提供的功能，包括服务的目的、作用范围、使用场景等。服务质量指标定义服务的性能指标，如响应时间、吞吐量、准确性等，以确保服务满足预定的质量要求。服务规范记法服务名称与标识符为每个服务分配唯一的名称和标识符，便于在系统中进行引用和调用。参数列表与类型明确服务接口的参数列表及其数据类型，确保数据的正确传递和处理。返回值与异常规定服务的返回值类型以及可能出现的异常情况，为使用者提供清晰的错误处理机制。服务调用示例提供具体的服务调用示例，帮助使用者理解和使用服务。186.3数据类型和在线格式时间戳用于标记数据产生或接收的具体时间点，确保数据的时序性。状态信息表示设备或系统的当前状态，如正常、警告、故障等。控制指令用于远程控制设备或系统的操作，如启动、停止、配置等。数据负载实际传输的业务数据，可以是文本、图像、音频、视频等。6.3.1数据类型每个数据字段都有固定的长度，便于解析和处理，但可能浪费存储空间。数据字段的长度根据实际数据内容动态调整，节省存储空间，但解析相对复杂。使用特定的分隔符将数据字段分隔开，易于人类阅读和解析，但需注意分隔符的转义问题。以二进制形式表示数据，紧凑且高效，但不易于人类直接阅读。6.3.2在线格式固定长度格式可变长度格式分隔符格式二进制格式编码方式根据数据类型和在线格式选择合适的编码方式，如ASCII、UTF-8、Base64等。6.3.3数据编码与解码解码过程接收端需按照发送端使用的编码方式进行解码，以还原原始数据。错误处理在编码和解码过程中需考虑错误检测和纠正机制，如校验和、CRC等。压缩技术采用数据压缩技术减少传输数据量，提高传输效率。加密技术使用数据加密技术确保数据传输过程中的安全性和隐私性。重传机制在数据传输出现错误或丢失时，通过重传机制确保数据的完整性和可靠性。6.3.4数据传输效率与可靠性197桥接局域网的时间同步模型时间同步定义确保网络中各设备的时间保持一致，以支持时间敏感应用的正确运行。017.1时间同步概述时间同步重要性对于需要精确时间戳、实时数据传输和协同操作的应用，时间同步至关重要。02PTP（PrecisionTimeProtocol）一种用于局域网内设备时间同步的协议，可提供高精度的时间同步服务。NTP（NetworkTimeProtocol）一种广泛应用于互联网的时间同步协议，也可在局域网中使用，但精度相对较低。7.2时间同步技术7.3桥接局域网时间同步模型架构提供准确时间的设备，如GPS接收机、原子钟等。时间源设备负责接收时间源设备的时间信息，并通过网络分发给其他设备。接收时间同步信息，并调整自身时间的设备。时间同步服务器连接不同局域网，并支持时间同步信息的传递。桥接设备01020403客户端设备时间源设备向时间同步服务器发送准确时间信息。时间同步服务器接收时间信息，并进行处理，生成时间同步报文。客户端设备接收时间同步报文，解析出时间信息，并调整自身时间。同时，客户端设备也可向时间同步服务器反馈时间同步状态，以便服务器进行监控和调整。桥接设备接收时间同步报文，并根据需要进行转发。7.4时间同步实现流程207.1概述背景随着工业自动化、智能制造等领域的快速发展，时间敏感应用对于网络通信的实时性和同步性要求越来越高。目的为了满足这些应用需求，制定本标准以规范桥接局域网中时间敏感应用的定时和同步。标准制定的背景和目的适用范围本标准适用于采用桥接方式的局域网和城域网中时间敏感应用的定时和同步。实施意义通过实施本标准，可以提高网络通信的可靠性和实时性，进而提升工业自动化、智能制造等领域的生产效率和质量。标准的适用范围和实施意义与IEEE1588等时间同步协议的关系本标准可基于IEEE1588等时间同步协议实现时间敏感应用的定时和同步。与其他网络通信标准的关系本标准与其他网络通信标准相互补充，共同构建完善的网络通信体系。与其他相关标准的关系标准的主要内容和特点主要内容包括时间敏感应用的定时和同步要求、桥接设备的时钟同步机制、时间戳的生成与传递等。特点本标准注重实时性和同步性的要求，具有高精度、高可靠性等特点，适用于各种对时间敏感的应用场景。217.2时间感知的桥接局域网体系架构时间感知桥接局域网的核心该体系架构以时间同步为核心，确保在桥接局域网中传输的时间敏感应用数据能够准确、及时地到达。支持多种应用场景此架构不仅适用于传统的有线局域网，还支持无线和混合网络环境，满足不同应用场景的需求。体系架构概述采用先进的时间同步技术，如PTP（PrecisionTimeProtocol），确保网络中各个节点的时间精确同步。高精度时间同步优化数据传输路径，减少数据在传输过程中的延迟，满足时间敏感应用对实时性的高要求。低延迟传输关键技术特点作为整个网络的时间基准，提供高精度的时间信号。时间同步服务器支持时间同步协议的交换机，能够确保数据包的准时转发。时间感知交换机能够接收并执行时间同步命令的终端设备，如工业控制器、传感器等。时间感知终端设备架构组成要素010203通过精确的时间同步，减少数据冲突和重传，提高网络整体效率。提高网络效率时间感知的桥接局域网能够更好地支持实时控制和监测应用，提高系统的可靠性和稳定性。增强系统可靠性该架构不仅适用于工业控制领域，还可应用于智能交通、智能电网等多个领域。广泛的适用性架构优势227.3时间同步确保数据交换的准确性在桥接局域网中，各个系统之间的时间同步是确保数据准确交换的基础。提高网络效率时间同步可以避免因时间差异导致的数据传输延迟或冲突，从而提高网络的整体效率。保障应用性能对于时间敏感的应用，如实时音视频传输、工业自动化控制等，时间同步是保障其性能稳定的关键因素。时间同步的重要性01基于NTP/SNTP协议的时间同步通过网络时间协议（NTP）或简单网络时间协议（SNTP）来实现设备之间的时间同步。基于PTP协议的时间同步精密时间协议（PTP）可以提供更高精度的时间同步，适用于对时间精度要求更高的场景。基于GPS或其他卫星导航系统的时间同步利用全球定位系统（GPS）或其他卫星导航系统提供的高精度时间信号来实现时间同步。时间同步的实现方式0203指时间同步的准确度，通常以微秒或纳秒为单位来衡量。时间精度时间稳定性同步延迟指时间同步过程中时间的稳定性，即时间偏差的波动范围。指从时间源发送时间信息到接收设备完成时间同步所需的时间。时间同步的性能指标工业自动化在工业自动化领域，各个设备之间的时间同步是实现精确控制的基础。智能交通在智能交通系统中，时间同步可以确保各个交通信号灯、监控设备等之间的协同工作。智能电网智能电网中的各个设备需要精确的时间同步来确保数据的准确性和实时性。时间同步的应用场景237.4时间感知系统体系架构该体系架构首先依赖于一个精确的时间同步机制，以确保所有网络设备和系统能够共享一个统一的时间基准。时间同步机制这些设备被设计为能够理解和处理时间敏感信息，它们在体系中起着关键作用，确保数据的及时传输和处理。时间感知桥接设备体系架构支持分布式时间控制，这意味着即使在复杂的网络环境中，也能保持高精度的时间同步。分布式时间控制架构组成高精度时间戳该架构可以优化时间敏感流量的调度，确保关键数据在预定的时间内准确传输。时间敏感流量调度容错和冗余设计为了确保系统的稳定性和可靠性，该体系架构还包含了容错和冗余设计。体系架构能够生成和处理高精度的时间戳，这对于需要精确时间控制的应用至关重要。功能特点在工业自动化领域，该体系架构可以支持实时数据交换和控制，提高生产效率和安全性。工业自动化应用场景在智能交通系统中，该架构可以确保交通信号的精确同步，提升交通流畅性和安全性。智能交通系统智能电网需要精确的时间同步来确保电力供应的稳定性和效率，该体系架构能够满足这一需求。智能电网247.5gPTP和PTP的区别支持多个时钟能够应用于不同的网络环境和场合，支持多个时钟同时同步。适应性时钟滤波器和分层架构提高了时间同步的灵活性和可扩展性。广泛应用在智能交通、金融、广播电视、视频监控等领域有广泛应用。高可靠性通过采用多个时钟和对等结构，增强了系统的容错性和可靠性。gPTP（通用精确时间协议）特点PTP（精确时间协议）特点单一时钟源在通信过程中使用的是单个时钟源，驱动节点间的通信。主从结构通常采用一主多从的结构，其中一个主节点是时间源，其他节点通过主节点进行时间同步。高精度时间同步精度非常高，可达到亚微秒级别，适用于狭窄的网络范围。工业应用在工业自动化、电力监控、医疗设备等领域有重要应用。258基本概念时间敏感网络（TSN）是一种能够提供确定性数据传输的网络技术，满足实时通信的需求。定义具有低延迟、低抖动、时间同步等特性，确保数据在特定时间内准确传输。特点时间敏感网络定义桥接局域网是通过网桥将多个局域网连接起来，形成一个更大的网络。桥接方式包括透明桥接和源路由桥接，前者是网桥自动学习MAC地址并转发数据，后者是数据帧携带路由信息，指导网桥进行转发。桥接局域网定时与同步同步通过网络中的时间同步协议，实现各个节点的时间一致性，保证数据传输的准确性和实时性。定时确保网络中各个节点在统一的时间基准下进行操作，以满足实时性要求。提供了桥接局域网中时间敏感应用的定时和同步的规范，确保网络传输的确定性和实时性。GB/T42404-2023标准意义为工业自动化、音视频传输、车载网络等时间敏感应用场景提供了技术支持和保障。推动了我国信息技术领域的发展，提高了国内相关产业的竞争力。268.1gPTP域gPTP域的定义gPTP域是指运行gPTP协议的网络设备集合，这些设备通过gPTP协议进行时间同步和定时信息的交换。gPTP域是独立的，一个网络中可以存在多个gPTP域，每个域有自己的时间同步源和定时计划。故障检测和恢复gPTP域具备故障检测机制，当域内设备发生故障时，能够快速定位并触发恢复流程，保障系统的稳定运行。提供精确时间同步gPTP协议能够确保域内设备之间的时间同步精度达到微秒级别，满足高精度时间敏感应用的需求。支持定时任务调度gPTP域可以根据应用需求，制定定时任务计划，并确保任务在指定的时间准确执行。gPTP域的功能gPTP域的组成要素时间同步源是gPTP域的时间基准，负责向域内其他设备提供时间同步信息。是连接不同gPTP域的桥梁，负责在不同域之间传递时间同步和定时信息。桥接设备是gPTP域中的应用设备，接收并执行时间同步和定时任务。终端设备配置gPTP参数包括时间同步源的地址、端口号、同步周期等参数，确保域内设备能够正确接入并同步时间。管理桥接设备对桥接设备进行配置和管理，确保其在不同gPTP域之间正确传递信息。监控和日志记录对gPTP域的运行状态进行实时监控，并记录相关日志信息，便于故障排查和问题追踪。gPTP域的配置和管理278.2时标010203时标是用于标记数据包发送或接收时间的戳记。在桥接局域网中，时标对于确保数据的实时性和同步性至关重要。通过时标，可以精确地控制和测量数据包的传输延迟和抖动。时标的定义和作用硬件时钟使用高精度的硬件时钟来生成时标，确保时间的准确性和稳定性。软件时钟时标的生成方式在某些情况下，也可以使用软件时钟来生成时标，但需要注意软件时钟可能存在的漂移和误差。0102流量控制通过时标可以精确地控制数据包的发送和接收时间，从而实现有效的流量控制，避免网络拥堵。数据同步故障排查时标在桥接局域网中的应用在分布式系统中，时标可以确保各个节点之间的数据同步，提高系统的可靠性和性能。时标可以帮助管理员快速定位网络故障发生的时间和位置，提高故障排查的效率。确保时标的准确性和稳定性是一个重要的技术挑战，特别是在高速运动和复杂电磁环境下。挑战随着技术的不断发展，未来时标技术将更加注重高精度、低延迟和可靠性等方面的提升，以满足不断增长的网络需求。同时，随着5G、物联网等新技术的发展，时标技术也将在更多领域得到应用和推广。发展趋势时标技术的挑战和发展趋势288.3不对称通信路径定义不对称通信路径指的是在桥接局域网中，由于网络设备的性能差异、链路质量不同或数据传输量不均衡等因素，导致通信路径上的延迟和带宽不对称。特点不对称通信路径可能导致数据传输的延迟和抖动，对时间敏感应用产生负面影响，如实时音视频传输、工业自动化控制等。定义与特点VS不对称通信路径可能导致时间同步精度下降，因为不同路径的传输延迟不同，从而影响各个节点之间的时间校准。对数据传输的影响不对称通信可能导致数据传输的不稳定性，增加数据丢失和重传的概率，降低网络的整体性能。对时间同步的影响影响分析解决方案负载均衡技术采用负载均衡技术，将数据流量均匀分配到各个通信路径上，从而避免某些路径过载而其他路径空闲的情况。时间同步协议优化针对不对称通信路径的特点，优化时间同步协议，提高时间同步的精度和稳定性。例如，可以采用PTP（PrecisionTimeProtocol）等高精度时间同步协议。优化网络设备性能通过升级网络设备，提高其处理能力和转发效率，减少不对称通信路径带来的影响。030201实际应用案例实时音视频传输在实时音视频传输应用中，不对称通信路径可能导致音视频数据的延迟和抖动。通过采用负载均衡技术和优化时间同步协议，可以提高音视频传输的质量和用户体验。工业自动化控制在工业自动化控制系统中，各个设备之间需要进行精确的时间同步和数据传输。通过优化不对称通信路径，可以提高控制系统的稳定性和实时性。298.4消息包含消息的起始标志、长度、类型等信息，用于标识和解析消息内容。消息头承载具体的数据信息，根据不同的消息类型，消息体的内容和格式也会有所不同。消息体包含消息的结束标志和校验码等信息，用于确保消息的完整性和准确性。消息尾8.4.1消息格式控制消息用于桥接局域网之间的控制信令传输，如建立连接、断开连接、状态查询等。数据消息承载实际业务数据，如音视频数据、传感器数据等，用于实现系统间的信息交换。8.4.2消息类型采用确认和重传机制，确保消息能够准确无误地传输到目的地。可靠传输针对时间敏感应用，需要保证消息的实时传输，减少传输延迟和抖动。实时性要求8.4.3消息传8.4.4消息处理接收端需要对接收到的消息进行解析、验证和处理，确保消息的正确性和有效性。对于不同类型的消息，需要采取不同的处理策略，以满足应用需求。例如，对于控制消息，需要进行相应的控制操作；对于数据消息，需要进行数据存储或转发等操作。308.5端口端口是网络连接中用于区分不同应用程序或服务的逻辑接口。定义端口可分为物理端口和逻辑端口，其中逻辑端口又可分为知名端口、注册端口和动态端口。分类端口的定义和分类功能端口的主要功能是提供网络通信的接口，实现数据的传输和交换。作用不同的端口号可以对应不同的网络服务，通过端口号可以识别并访问对应的服务。端口的功能和作用端口的配置和管理需要对端口进行监控和维护，确保其正常运行和安全性。管理措施包括定期检查端口状态、防止非法访问和攻击等。管理在网络设备或服务器上配置端口，需要设置端口号、通信协议、数据传输速率等参数。配置端口在网络安全中的应用010203防火墙技术通过配置防火墙规则，限制某些端口的访问权限，从而提高网络的安全性。入侵检测系统通过监控端口的异常流量和模式，及时发现并应对网络攻击行为。数据加密技术对通过端口传输的数据进行加密处理，保护数据的机密性和完整性。318.6时间感知系统特性高精度时间同步时间感知系统应具备高精度的时间同步功能，以确保各个节点之间的时间一致性。01时间同步精度同步误差控制系统应能有效控制时间同步的误差，以满足不同应用场景对时间精度的需求。02确定性延迟时间感知系统应提供确定性的数据传输延迟，确保数据在规定的时间内准确到达。抖动控制系统应能控制数据传输的抖动，以保持稳定的通信性能。时间确定性可靠性和稳定性故障恢复能力时间感知系统应具备一定的故障恢复能力，以确保在发生故障时能够迅速恢复正常运行。稳定性保障系统应采取有效措施，确保长期运行的稳定性和可靠性。可扩展性设计时间感知系统应具备良好的可扩展性，以适应未来业务的发展和变化。兼容性支持系统应能与其他不同类型的网络和设备实现良好的兼容性，以满足多样化的应用需求。可扩展性和兼容性329应用接口9.1概述应用接口定义规定了桥接局域网中时间敏感应用与外部系统之间的交互方式和数据格式。接口类型包括数据接口和控制接口，分别用于数据传输和控制指令的发送。接口标准遵循通用的网络通信协议和数据格式标准，确保不同系统之间的兼容性。01数据传输方式支持实时数据传输，确保时间敏感应用的及时性和准确性。9.2数据接口02数据格式定义了特定的数据帧结构和编码方式，以满足不同应用需求。03数据安全性采用加密和校验等技术手段，确保数据传输过程中的安全性和完整性。定义了控制指令的具体格式和参数，以便外部系统能够准确识别和执行。指令格式规定了指令执行后的响应方式和内容，便于外部系统了解指令执行结果。指令响应包括时间同步指令、配置指令、状态查询指令等。控制指令类型9.3控制接口软硬件要求明确了实现应用接口所需的软硬件环境和配置要求。接口维护与升级制定了接口维护和升级的策略和流程，以适应不断变化的应用需求和技术环境。接口调试与测试提供了接口调试和测试的方法和步骤，以确保接口的稳定性和可靠性。9.4接口实现339.1接口概述时间敏感网络（TSN）接口该标准定义了一种支持时间敏感应用的桥接局域网接口，旨在确保数据传输的确定性和实时性。定时和同步功能接口支持精确的定时和同步功能，以满足时间敏感应用对数据传输的严格要求。接口定义确定性传输通过优化数据传输机制，确保数据在预定时间内准确到达，减少传输延迟和抖动。实时性保障接口支持实时数据传输，能够满足时间敏感应用对实时性的高要求。灵活性接口设计灵活，可适应不同的网络拓扑和传输需求，方便扩展和维护。030201接口特性接口应用01在工业自动化领域，该接口可应用于需要精确同步和实时数据传输的场景，如生产线控制、机器人协同作业等。在车联网领域，该接口可实现车辆之间的实时通信和数据交换，提高行车安全性和效率。在智能电网领域，该接口可确保电网数据的实时传输和同步，提升电网的稳定性和可靠性。0203工业自动化车联网智能电网349.2ClockSourceTime定义与概述ClockSourceTime是确保网络中各设备时间同步的关键，对于实现精确的时间控制和时间敏感应用至关重要。作用与重要性ClockSourceTime是指在时间敏感网络中，作为时间同步基准的时钟源所提供的时间信息。ClockSourceTime定义稳定性ClockSourceTime应提供稳定的时间基准，避免因时钟源的波动而影响网络时间同步的准确性。可追溯性ClockSourceTime应可追溯到国际或国家承认的标准时间，以确保时间的准确性和一致性。精确性ClockSourceTime必须具有高精确度，以确保网络中各设备的时间同步误差在可接受范围内。特性与要求PTP（PrecisionTimeProtocol）技术通过PTP协议，实现网络中各设备与ClockSourceTime的精确同步。硬件时钟源采用高精度硬件时钟作为ClockSourceTime的生成源，提供稳定且准确的时间基准。软件同步机制通过软件算法对网络中各设备的时间进行同步调整，确保与ClockSourceTime的一致性。实现方式与技术“工业自动化在工业自动化领域，ClockSourceTime是实现精确控制、提高生产效率的关键技术之一。车联网随着车联网技术的发展，ClockSourceTime将在车辆协同控制、智能交通等方面发挥重要作用。物联网在物联网领域，ClockSourceTime有助于实现海量设备的精确时间同步，提升物联网系统的整体性能。020301应用场景与前景359.3ClockTargetEventCapture接口010203ClockTargetEventCapture接口是一个用于捕获时钟目标事件的接口。该接口允许外部设备或系统捕获与时钟目标相关的事件，例如时钟同步、时间偏差等。通过这个接口，可以实现对时钟目标事件的监控和分析。接口定义ClockTargetEventCapture接口能够实时捕获时钟目标事件，确保数据的及时性和准确性。实时性该接口支持多种事件类型的捕获，可以根据实际需求进行配置。灵活性接口设计具有良好的可扩展性，可以适应未来可能出现的新事件类型。可扩展性功能特点工业自动化在工业自动化领域，通过ClockTargetEventCapture接口可以实时监控生产线上的时钟同步情况，确保生产过程的精确控制。应用场景智能交通在智能交通系统中，该接口可用于捕获交通信号灯等设备的时钟目标事件，以实现精确的交通流控制和调度。能源管理在能源管理领域，通过捕获各种能源设备的时钟目标事件，可以实现能源使用的精确计量和调度，提高能源利用效率。软件方面，需要开发相应的驱动程序和应用程序来处理和分析捕获到的事件数据。同时，还需要考虑数据的存储、传输和安全性等问题。技术实现ClockTargetEventCapture接口通常采用硬件和软件相结合的方式实现。硬件方面，需要使用专门的时钟捕获设备或模块来实时监测和捕获时钟目标事件。010203369.4ClockTargetTriggerGenerate触发生成机制在预定的时间点，系统自动生成ClockTargetTrigger信号，以触发目标设备执行相应操作。定时触发当满足特定条件时，如接收到特定数据包或达到特定数据阈值，系统自动生成ClockTargetTrigger信号。条件触发用户可通过手动操作，如按下按钮或发送特定命令，生成ClockTargetTrigger信号。手动触发ClockTargetTrigger信号的生成与系统的时钟同步，确保在分布式系统中各设备之间的时间一致性。时钟同步性准确性可靠性信号的生成遵循精确的时间控制机制，确保在需要时准确触发。系统采用多种机制确保ClockTargetTrigger信号的可靠传输，如重传机制、确认机制等。信号特性应用场景工业自动化在工业自动化领域，ClockTargetTrigger信号可用于触发生产线上的设备按照预定的时间计划进行工作，实现生产流程的精确控制。车联网在车联网应用中，ClockTargetTrigger信号可用于实现车辆之间的时间同步，进而支持协同驾驶、智能交通等功能的实现。智能电网智能电网需要精确控制各电力设备的运行时间，ClockTargetTrigger信号可用于触发电力设备按照预定的时间计划进行开关操作，确保电网的稳定运行。379.5ClockTargetClockGenerator接口接口定义该接口定义了用于生成目标时钟信号的ClockTargetClockGenerator的功能和行为。它允许外部设备或系统通过该接口来控制和同步桥接局域网中的时间敏感应用。010203提供高精度、高稳定的时钟信号输出，确保时间敏感应用的准确性和可靠性。支持动态调整时钟频率和相位，以适应不同应用场景的需求。具备低延迟特性，确保时钟信号能够快速、准确地传递到各个节点。功能特性通过硬件电路或软件算法实现ClockTargetClockGenerator接口的功能。实现方式硬件实现方式通常采用高精度振荡器和时钟分发电路，以确保时钟信号的稳定性和精度。软件实现方式则通过算法对时钟信号进行生成和调整，灵活性更高，但需要占用一定的计算资源。工业自动化在工业自动化领域，时间敏感应用对于时钟信号的准确性和稳定性要求极高，ClockTargetClockGenerator接口能够提供满足这些要求的时钟信号。01.应用场景车联网在车联网中，各个车辆节点需要高精度的时间同步来进行协同工作，ClockTargetClockGenerator接口能够提供这样的时间同步功能。02.智能电网智能电网中的各个设备需要高精度的时间同步来确保数据的准确性和实时性，ClockTargetClockGenerator接口能够满足这一需求。03.389.6ClockTargetPhaseDiscontinuity定义ClockTargetPhaseDiscontinuity是指时钟目标相位的不连续性，即当时钟信号在传输过程中出现相位跳变或不稳定时，就会产生这种不连续性。概述定义与概述在桥接局域网中，各个设备之间的时钟同步是至关重要的。而ClockTargetPhaseDiscontinuity作为一个重要参数，用于描述和监测时钟信号的稳定性和准确性。0102网络延迟网络传输过程中的延迟可能导致时钟信号的相位发生变化。外部干扰外部电磁干扰或其他信号干扰也可能对时钟信号的相位产生影响。设备故障网络设备或时钟源出现故障，也可能导致时钟信号的相位不连续。产生原因数据传输错误时钟信号的不连续性可能导致数据传输过程中出现错误，影响通信质量。影响与后果系统性能下降设备间的时钟不同步会降低整个系统的性能，甚至可能导致系统崩溃。安全风险时钟信号的不稳定可能给黑客或恶意用户留下可乘之机，增加系统的安全风险。优化网络设备配置通过调整网络设备的配置参数，减少网络延迟和设备故障对时钟信号的影响。使用高精度时钟源采用高精度的时钟源设备，提高时钟信号的稳定性和准确性。加强抗干扰能力采用屏蔽、滤波等技术手段，提高系统对外部干扰的抵抗能力。同时，定期对系统进行维护和检查，及时发现并处理潜在的干扰源。解决方法与策略0102033910媒体无关层规范10.1概述媒体无关层（MIL）是桥接局域网中用于时间敏感应用的关键组成部分。01MIL提供了一种标准化的接口，使得不同厂商的设备可以无缝连接和通信。02MIL规范确保了时间敏感数据在桥接局域网中的可靠传输。03010203MIL必须支持精确时间同步，以确保各个设备之间的时间一致性。MIL应提供高效的数据传输机制，以满足时间敏感应用的需求。MIL需要具备高可靠性和容错性，以保证数据传输的稳定性。10.2功能与要求MIL接口应支持多种数据类型，包括音频、视频和控制数据等。接口应定义清晰的数据格式和传输协议，以确保数据的正确解析和处理。MIL接口应具备可扩展性，以适应未来可能出现的新型数据和应用需求。10.3接口定义010203123MIL的实现应符合相关标准和规范，以确保兼容性和互操作性。应对MIL进行严格的测试，包括功能测试、性能测试和稳定性测试等，以确保其满足设计要求。测试过程中应模拟各种实际场景和异常情况，以验证MIL的可靠性和稳定性。10.4实现与测试4010.1概述随着工业控制、自动驾驶等领域对时间敏感性的要求不断提高，制定本标准有助于确保局域网间通信的定时和同步精度，满足这些应用的需求。满足时间敏感应用需求标准制定的背景和意义通过规范桥接局域网用时间敏感应用的定时和同步技术，本标准有助于推动局域网技术的创新和发展，提高网络性能和可靠性。促进局域网技术发展本标准与国际先进标准接轨，有助于提升我国信息技术产业在国际市场上的竞争力，推动相关产品和服务的国际贸易。提升国际竞争力01定义了时间敏感应用的术语和概念本标准明确了时间敏感应用的定义、分类和特点，为后续的技术规范和测试评估提供了基础。规定了桥接局域网的定时和同步要求针对桥接局域网在时间敏感应用中的关键作用，本标准详细规定了其定时和同步的技术要求，包括时钟精度、时间同步协议等。提出了实现定时和同步的技术方案本标准结合实际应用场景，提出了多种实现桥接局域网定时和同步的技术方案，为厂商和用户提供了灵活的选择空间。标准的主要内容和特点0203标准的实施和应用前景广泛应用于时间敏感领域本标准适用于工业控制、自动驾驶、智能电网等领域，具有广泛的应用前景。推动相关产业链的发展本标准的实施将促进与桥接局域网相关的芯片、设备、系统等产业链的发展，形成良性的产业生态。提升网络安全和可靠性通过规范的定时和同步技术，本标准有助于提高网络的安全性和可靠性，保障关键信息基础设施的稳定运行。4110.2时间同步状态机通过状态机，可以监控和调整网络中设备的时间偏差，保证数据传输的准确性和一致性。状态机能够处理各种异常情况，确保时间同步的鲁棒性和稳定性。时间同步状态机是确保网络系统中各个设备时间同步的重要机制。状态机概述初始状态设备启动后，首先进入初始状态，进行必要的初始化和配置。同步状态当初始化完成后，设备会尝试与网络中的时间服务器进行同步，进入同步状态。跟踪状态同步成功后，设备会进入跟踪状态，持续监控时间偏差并进行调整。失步状态如果设备与网络时间失去同步，会进入失步状态，并尝试重新同步。状态转换123在同步状态下，状态机会定期向时间服务器发送时间请求，并根据服务器的响应调整本地时间。在跟踪状态下，状态机会持续监控时间偏差，如果偏差超过预设阈值，会触发重新同步操作。在失步状态下，状态机会尝试多种方法重新与网络时间同步，包括重启同步过程、更换时间服务器等。状态机操作注意事项010203状态机的设计和实现需要考虑到网络延迟、抖动等因素对时间同步精度的影响。为了保证时间同步的准确性，需要选择合适的时间服务器和同步协议。在实际应用中，还需要根据具体情况对状态机进行调整和优化，以达到最佳的时间同步效果。4210.3最佳主时钟选择和宣布间隔设置状态机作用该状态机负责在桥接局域网中选择最佳主时钟，并设置宣布间隔，以确保时间敏感应用的定时和同步。组成由多个状态组成，包括初始化状态、主时钟选择状态、宣布间隔设置状态等。状态机概述在系统启动时或重新配置后进入此状态，进行必要的初始化操作。初始化状态在初始化完成后，根据一定的算法和规则，从候选主时钟中选择最佳主时钟。主时钟选择状态在选择出最佳主时钟后，根据网络条件和应用需求，设置合适的宣布间隔。宣布间隔设置状态状态转换条件包括候选主时钟的精度、稳定性、优先级等，以及网络延迟、抖动等因素。关键参数采用一定的算法对候选主时钟进行评估和比较，选择出最佳主时钟。常用的算法包括最佳主时钟算法（BMC）等。算法关键参数与算法实现与优化优化策略为了提高系统的可靠性和性能，可以采取一些优化策略，如动态调整宣布间隔、优化状态转换条件等。同时，也需要注意避免过度优化导致系统复杂性增加。实现方式可以通过软件或硬件方式实现该状态机，具体实现方式取决于系统需求和资源限制。4310.4消息属性控制消息用于管理和配置网络，如建立连接、断开连接、请求状态等。数据消息承载实际的应用数据，用于在设备之间传输信息。消息类型用于关键性任务，需要尽快传输的消息，如实时控制指令。高优先级用于一般性的数据传输任务。中优先级用于非关键性任务，可以容忍一定的传输延迟。低优先级消息优先级010203消息生存时间（TTL）TTL值定义了消息在网络中的最大跳数或存在时间，以防止消息无限期地在网络中循环。当消息每经过一个网络设备时，TTL值会减1，当TTL值减少到0时，消息将被丢弃。消息认证与完整性消息认证用于验证消息的来源和完整性，确保消息在传输过程中未被篡改。通常采用数字签名或消息认证码（MAC）等技术来实现消息认证。4410.5消息格式标识消息的种类，如请求、响应、通知等。消息类型指示整个消息的长度，包括消息头和消息体。消息长度01020304指示消息格式的版本，用于兼容性和升级处理。版本号用于匹配请求和响应消息，确保通信的有序性和可靠性。事务ID消息头格式包含实际传输的数据，可以是各种类型的数据，如文本、图片、视频等。数据段指示数据段中数据的类型，以便接收方正确解析。数据类型指示数据段中数据的长度，确保接收方能够准确读取数据。数据长度消息体格式校验和用于验证消息的完整性和正确性，防止数据在传输过程中被篡改或损坏。结束符消息尾格式标识消息的结束，以便接收方能够准确判断消息是否接收完毕。0102消息应按照规定的顺序进行传输，确保通信的有序性。传输顺序消息传输规则在消息传输过程中，如果出现错误或丢失，应启动重传机制，确保数据的可靠传输。重传机制为了防止网络拥堵和数据丢失，应采取流量控制措施，限制数据的传输速率和数量。流量控制4510.6协议定时特征精确的定时控制该标准支持精确的定时控制，确保在桥接局域网中时间敏感应用的数据传输能够按照预定的时间进行，减少延迟和抖动。时间同步协议通过使用如gPTP（通用精确时间协议）等时间同步协议，实现网络设备之间的精确时间同步，从而保证数据传输的实时性和准确性。定时机制高定时精度标准规定了高精度的定时要求，以满足时间敏感应用对时间精确度的严苛需求，确保数据的实时传输和处理。稳定性要求除了高精度外，该标准还强调定时机制的稳定性，即使在复杂的网络环境中也能保持稳定的定时性能。定时精度与稳定性标准支持灵活的定时配置，可以根据不同的应用需求调整定时参数，以满足各种时间敏感场景的要求。灵活的定时配置提供集中的管理和监控功能，方便网络管理员对定时机制进行统一的配置、监控和故障排除。集中管理与监控定时配置与管理VS该标准设计的定时机制与现有的网络通信协议具有良好的兼容性，可以平滑地集成到现有的网络架构中。未来扩展性同时，该标准也考虑了未来的扩展性，可以支持更多新的时间敏感应用和网络技术。与现有协议的兼容与其他协议的兼容性4611全双工、点对点链接媒体相关层规范11.全双工、点对点链接媒体相关层规范点对点链接在桥接局域网中，点对点链接提供了一种直接、高效的通信方式。这种链接方式减少了数据在传输过程中的延迟，从而满足了时间敏感应用的需求。媒体相关层规范这一规范详细定义了全双工、点对点链接在媒体相关层的行为和特性。它确保了不同设备之间的兼容性和互操作性，为时间敏感应用的顺利实施提供了技术保障。全双工通信模式全双工通信允许数据在两个方向上同时传输，这种通信模式在局域网和城域网桥接中对于时间敏感应用至关重要，因为它确保了数据的实时性和准确性。03020111.全双工、点对点链接媒体相关层规范错误处理与恢复标准还规定了错误处理和恢复机制，以应对可能出现的通信故障或数据丢失情况。这些机制有助于维护系统的稳定性和可靠性，确保时间敏感应用的持续运行。时间同步与定时在全双工、点对点链接中，时间同步和定时是至关重要的。GB/T42404-2023标准提供了精确的定时和同步方法，以确保数据在传输过程中的时序正确性。4711.1总则随着工业4.0和智能制造的快速发展，时间敏感网络（TSN）技术在局域网和城域网中的应用越来越广泛。为了满足桥接局域网中时间敏感应用的定时和同步需求，制定了本标准。制定背景本标准旨在为桥接局域网中的时间敏感应用提供统一的定时和同步规范，确保数据的实时性和准确性，提高网络的可靠性和稳定性。目的标准的制定背景和目的本标准适用于采用以太网技术的局域网和城域网，特别是需要支持时间敏感应用的网络环境。适用范围网络设备和系统应符合本标准的规范，确保网络中的设备能够实现精确的定时和同步。同时，网络管理员和操作人员应接受相关培训，熟悉本标准的实施细节和操作方法。实施要求标准的适用范围和实施要求时间敏感网络（TSN）一种能够满足实时性、确定性和可靠性要求的网络，主要应用于工业控制、智能制造等领域。桥接局域网通过网桥连接多个局域网，实现数据在不同局域网之间的传输和交换。定时和同步确保网络中各个设备的时间保持一致，以便准确地传输和处理数据。术语和定义与IEEE802.1标准的关系本标准参考了IEEE802.1标准中关于时间敏感网络的部分内容，但针对桥接局域网中的时间敏感应用进行了细化和扩展。01与其他标准的关系与其他网络通信标准的关系本标准与其他网络通信标准（如TCP/IP、UDP等）相互补充，共同构成了完整的网络通信体系。在实施过程中，应充分考虑与其他标准的兼容性和互操作性。024811.2基于全双工、点对点链路的MD实体状态机MD实体状态机的定义MD实体状态机是一种用于描述基于全双工、点对点链路的通信状态的模型。它通过定义一系列状态和状态之间的转移来反映通信过程中的各种情况。表示MD实体尚未与任何对端实体建立连接。初始化状态MD实体状态机的状态表示MD实体已成功与对端实体建立连接，并可以进行数据传输。连接建立状态表示MD实体正在与对端实体进行数据传输。数据传输状态表示MD实体与对端实体的连接已经断开。连接断开状态从初始化状态转移到连接建立状态，需要满足以下条件成功与对端实体建立连接。MD实体状态机的转移条件从连接建立状态转移到数据传输状态，需要满足以下条件接收到对端实体的数据传输请求，并成功建立数据传输通道。从数据传输状态转移到连接断开状态，需要满足以下条件数据传输完成或发生错误导致连接断开。MD实体状态机的应用MD实体状态机在基于全双工、点对点链路的通信系统中具有重要作用，可以清晰地描述通信过程中的各种状态和状态之间的转移。通过MD实体状态机，可以方便地监控和管理通信系统的运行状态，及时发现并处理通信故障，保证通信系统的稳定性和可靠性。4911.3消息属性消息类型承载实际的应用数据，用于在设备之间传输信息。数据消息用于管理和配置网络，如建立连接、断开连接、请求状态等。控制消息高优先级消息通常用于关键任务或紧急事件，需要优先处理和传输。低优先级消息用于非关键任务，其传输和处理可以在高优先级消息之后进行。消息优先级消息生存时间（TTL）TTL值定义了消息在网络中的最大跳数或存在时间，以防止消息无限期地在网络中循环。当消息每经过一个网络设备时，TTL值会减1，直到TTL值为0时，消息将被丢弃。消息认证与完整性消息认证用于验证消息的来源和完整性，确保消息在传输过程中未被篡改。通过使用数字签名、哈希函数等技术手段来实现消息认证和完整性校验。5011.4消息格式消息头部格式版本号指明协议版本，确保通信双方使用相同版本的协议进行通信。消息类型标识消息的种类，如请求、响应、事件通知等。消息长度指明整个消息的长度，包括头部和数据部分。源地址和