YDT 4492-2023工业互联网 时间敏感网络技术要求

YD/TXXXX-XXXX

ICS35.240.50

CCSM30

YD

中华人民共和国通信行业标准

YD/TXXX—XXXX

工业互联网时间敏感网络技术要求

IndustrialInternet—Technicalrequirementsfortime-sensitivenetwork

(报批稿)

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中华人民共和国工业和信息化部发布

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前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国通信标准化协会提出并归口。

本文件起草单位：中国信息通信研究院、华为技术有限公司、新华三技术有限公司、之江实验室、

上海交通大学、工业互联网创新中心（上海）有限公司、北京东土科技股份有限公司、杭州优稳自动化

系统有限公司、歌尔股份有限公司、四川长虹电子控股集团有限公司、新特能源股份有限公司、北京邮

电大学、朗坤智慧科技股份有限公司、清控数联（山西）工业技术有限公司合肥条顿工业技术有限公司。

本文件主要起草人：石友康、曹蓟光、张恒升、段世惠、朱瑾瑜、陈洁、万晓兰、陈彩莲、程远、

杨宇蒙、吴少勇、李西良、李林光、潘晓勇、郑忠斌、李振廷、孙芳、王文海，徐斌、刘雄、李斌、许

方敏、孙卓、尹春雷、徐东、毛旭初、吴爽、张晓、武晓宇。

II

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工业互联网时间敏感网络技术要求

1范围

本文件规定了工业互联网场景下时间敏感网络的总体技术要求，包括时间敏感网络架构、功能要求、

互操作系统技术要求、可靠性要求及安全技术要求等内容。

本文件适用于工业企业（以制造业为代表）内部网络中时间敏感网络（TSN）的规划、设计、优化

及设备研发。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

IEEE802.1Qcc-2018IEEE局域网和城域网标准虚拟桥接局域网修订：流量预留好的性能增强

（IEEEStandardforLocalandMetropolitanAreaNetworks—BridgesandBridgedNetworks

—Amendment:StreamReservationProtocol(SRP)EnhancementsandPerformance）

IEEE802.1AS-2020IEEE局域网和城域网标准桥接局域网时间敏感应用时间和同步（IEEE

StandardforLocalandMetropolitanAreaNetworks--TimingandSynchronizationforTime-

SensitiveApplicationsinBridgedLocalAreaNetworks）

IEEE802.1Qbu-2016IEEE局域网和城域网标准网桥和桥接网络修订26：帧抢占（IEEEStandard

forLocalandMetropolitanAreaNetworks--BridgesandBridgedNetworks--Amendment26:

FramePreemption）

IEEE802.1Qbv-2015IEEE局域网和城域网标准网桥和桥接网络修订25：排定流量增强（IEEE

StandardforLocalandMetropolitanAreaNetworks--BridgesandBridgedNetworks--

Amendment25:EnhancementsforScheduledTraffic）

IEEE1588Edition2.0IEEE局域网和城域网标准网络测量和控制系统的精密时钟同步协议（IEEE

StandardforaPrecisionClockSynchronizationProtocolforNetworkedMeasurementand

ControlSystems）

IEEE802.1AB-2009/Cor2-2015IEEE局域网和城域网标准站和媒体访问控制连接发现勘误2：技

术和编辑更正（IEEEStandardforLocalandmetropolitanareanetworks--StationandMedia

AccessControlConnectivityDiscoveryCorrigendum2:TechnicalandEditorialCorrections）

IEEE802.3br-2016IEEE以太网标准修正案修订5：散布快速流量的规范和管理参数（IEEE

StandardforEthernetAmendment5:SpecificationandManagementParametersfor

InterspersingExpressTraffic）

IEEE802.1Qca-2015IEEE路径控制和预留PathControlandReservation

IEC62443工业过程测量、控制和自动化网络与系统信息安全（Securityforindustrial

automationandcontrolsystems）

ITU-TY.3300SDN框架（Frameworkofsoftware-definednetworking）

3术语和定义

1

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下列术语和定义适用于本文件。

门控周期gatingcycle

门控列表中单条时间分片的占用时间。

调度周期scheduledcycle

一组门控序列的执行时间，一个调度周期由一个或者若干个门控周期组成。

时间敏感网络time-sensitivenetwork

具有为业务流量提供有上限的确定时延传输能力的网络。

时间敏感网络域time-sensitivenetworkdomain

一组具支持按照时间敏感网络相关标准进行流量传输的设备组成的局域网络。

广域时钟universaltime

用于局域网范围的时间同步，按需保证生产单元或者设备维度的精准交互。

工作时钟workingtime

用于大规模的设备时间对齐，通常以GPS、GLONASS、北斗等卫星作为时钟源。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

API应用程序编程接口ApplicationProgrammingInterface

CNC中心网络控制器CentralizedNetworkConfiguration

CUC中心用户控制器CentralizedUserConfiguration

CIR承诺信息速率CommittedInformationRate(CIR)

CBS承诺突发尺寸CommittedBurstSize

gPTP通用精准时间同步协议generalizedprecisiontimeprotocol

IT信息技术InformaticaTechnology

MAC媒体接入控制MediaAccessControl

NQA网络质量分析NetworkQualityAnalysis

OT控制技术OperationTechnology

PLC可编程逻辑控制器ProgrammableLogicController

PCEF策略和计费执行功能PolicyandChargingEnforcementFunction

TAI国际原子时internationalatomictime

TSN时间敏感网络Time-SensitiveNetwork

UNI用户/网络接口User/NetworkInterface

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5时间敏感网络架构

网络组成

工业互联网领域下时间敏感网络互操作参考IEEE802.1Qcc-2018，建议采用集中式控制模型，由

CUC、CNC、网管以及网络节点组成（见图1）。

图1时间敏感网络组成示意

工业互联网时间敏感网络由CUC、CNC、转发设备和端设备四类网元组成：

a)时间敏感网络应具备CUC节点，作为网络系统用户侧界面，用于管理工业应用系统并通过UNI接

口向CNC提供端到端应用系统之间网络业务配置要求；

b)时间敏感网络的CNC节点应具备IEEE802.1Qcc-2018所定义的时间敏感网络相关特性的综合

配置能力，通过南向接口向网络节点下发相关配置；

c)时间敏感网络转发设备节点负责进行实际的报文转发，并支持相关TSN特性的执行；根据应用

场景及网元在网络中的位置，将时间敏感网络转发设备分为网关、桥设备、端设备三种类型：

1)数字项网关设备主要部署于时间敏感网络域边缘，支持在数据链路层、网络层及应用层实

现跨时间敏感网络域及时间敏感网络域与非时间敏感网络域之间的互通；

2)网桥设备主要部署于时间敏感网络域内部，实现时间网络域内部业务单元（车间、产线、

设备）的互联互通；

3)工厂内部建议以三层架构部署网桥设备，即核心、汇聚、接入层设备。核心层设备部署于

工厂级机房，实现工厂内部各车间之间的互联互通；汇聚层设备部署于车间级机房实现车

间内部不同产线之间、集中式控制器与设备之间的互联互通；接入设备部署于生产现场实

现现场设备、传感器等通信接口的通信协议转换并与控制器、检测监控装置进行互联互通；

4)端设备则指具备时间敏感网络功能的工业设备，包括控制器、PLC、伺服、I/O等设备。

d)时间敏感网络的网管节点可以与CNC节点物理上合设，负责网络设备的故障监控及资源管理。

网络分域

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出于单域规模、承载要求以及业务隔离等目的，时间敏感网络宜考虑分域部署见图2。

图2时间敏感网络分域示意图

工业互联网时间敏感网络分域要遵循如下要求：

a)同一时间敏感网络域内的设备支持通过同一个控制器统一进行网络和流配置下发到设备；

b)非时间敏感交换设备不应在时间敏感网络中部署和运行；

c)同一个时间敏感域内可按照业务、产线、流量模型等维度划分逻辑或者物理子域。

流量模型

5.3.1流量特征

根据工业领域业务流量特点，建议定义时间敏感网络流量的流量特征指标，描述见表1。

表1时间敏感网络流量特征描述

名称取值描述

等时性等时Cyclic/非等时Acyclic描述流量的发送是否为高频率等时(毫秒级)发送

周期性周期Periodic/非周期sporadic描述流量为周期还是随机发送

是/否同步于网络时钟描述业务流量是否在应用层与网络时间同步，以便对

同步性

齐流量发送机制与网络调度机制

应用数据包长定长/变长描述指应有数据以太帧的净荷

时限描述流量中的每一个帧到达接收端的最晚时间

延时描述流量中每一个帧传送的平均时延

数据传输门限

带宽描述流量的发送速率

抖动描述流量对于抖动的容限

丢包丢包描述流量对于丢包的容限

紧急程度高/中/低描述网络承载质量对于应用系统的

5.3.2流量类型

同一域内的时间敏感网络应具备统一的流量类型分类及标识方式，该分类将作为优先级指定、队列

分配及调度的依据：

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a)可以按照承载要求划分流量类型：等时同步流量（如用于运动控制）、一般实时流量（如用于

一般自动化控制信号、视觉控制信号等）、尽力而为的TCP/IP流量（如工业参数赋值和组态、

运行维护信息，生产物流监控信息等），此种分类方式主要用于按需申请网络资源；

b)可以按照流量典型特征划分流量类型：如同步等时流量、周期性固定包长流量、非周期变长包

流量等，此种分类方式主要用于调度模型的建模。

6功能要求

基础网络功能

6.1.1转发要求

工业互联网领域中，时间敏感网络应具备有界低延迟，具体的转发功能要求如下：

a)时间敏感网络应支持设定时间敏感数据流传输带宽下限，时间敏感数据流传输带宽应不低于

10Mbps，图像、视频等高吞吐类时间敏感数据流传输带宽应不低于100Mbps；

b)在同一规模不大于100节点的时间敏感网路域中两节点之间的端到端报文传输延时应具备控制

在1毫秒以内的能力；

c)在同一规模不大于100节点的个时间敏感网络域中任意两节点之间的端到端报文传输抖动应具

备控制在10微秒的能力。

6.1.2接口要求

在工业互联网领域，时间敏感网络应具备标准化及多样化的连接接口，具体技术要求如下：

a)工业互联网中的OT网络场景下，时间敏感网络域间和域内互联的物理接口应至少支持电口，IT

场景建议支持光口；

b)时间敏感网络与物联网的互联物理接口要支持IEEE802.3：2008规定的电接口规范（10BASE-T、

100BASE-TX和1000BASE-T），互连接口最高支持速率不小于100Mbps；

c)时间敏感网络与数据中心网关的互联物理接口要支持需要满足IEEE802.3：2008规定的光接口

规范（1OOBASE-FX、1OOOBASE-SX或1OOOBASE•LX），互连接口最高支持速率不小于1000Mbps。

6.1.3互通要求

在工业互联网领域，时间敏感网络应具备跨域互通的能力，即时间敏感网络域之间，时间敏感网络

与非时间敏感网络域之间的互通，可以通过二层桥接模式、三层路由模式及七层网关模式三种方式实现：

a)二层桥接模式主要用于实现不同时间敏感网络域之间互通：

1)连通多域的二层网桥应至少有一个端口位于需要互联的时间敏感网络域，且一个端口仅可

以属于一个时间敏感网络域；

2)可以通过划分VLAN为不同类型的流量划分VLAN的方式，保证流量的精准互通，并实现业务

的隔离调度。

b)三层路由模式主要用于实现分别位于时间敏感网络与非时间敏感以太网络中的网络系统之间

的互通：

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1)连通多域的三层路由器应至少有一个端口位于需要互联的时间敏感网络域或非时间敏感

网络域，且一个端口仅可以属于一个时间敏感网络域；

2)可以通过在三层路由器上为不同类型的流量规划子网，保证流量的精准互通，并实现业务

的隔离调度。

c)七层应用模式主要用于实现分别位于时间敏感网络与非以太网络中的应用系统之间的互通：

1)应用层网关作为转换模块应实现时间敏感网络与应用系统的解耦，即时间敏感网络仅实现

应用层网关之间的网络层互通，应用系统之间的数据互联由应用网关在应用层实现；

2)应用层网关要同时具备以太网承载和应用协议识别功能。

时间同步要求

6.2.1时钟源

时间敏感网络应具备按照配置策略手动选源和按照算法自动选取时钟源的能力：

a)一个时间同步域内在同一时刻应仅有一个根时间源（grandmaster），该根时间源所指示时间

作为时间同步域内各网元的标准时间；根时间源类型选择原则依据时间同步域内规格要求不

同分为普遍时钟和工作时钟，在不大于100节点的组网规模下，性能要求见表2。

表2时间敏感网络时钟源要求

同步节点相对于根时

根时钟源冗余时钟源

钟源的最大相位偏移

包括GPS、GLONASS、

工作时钟+/-1微秒应具备冗余时钟源

北斗等

通过时钟同步协议

（IEEE1588-2008

普通时钟或IEEE802.1AS-+/-100微秒可具备冗余时钟源

2020）中的时钟选源

机制进行选源

b)时间敏感网络应支持最优选源（BMCA）算法，同步域内所有网络节点支持通过发送Announce报

文来宣告本身时钟的能力。网络节点通过比较Announce报文字段信息来确定自身时钟角色，以

及对接设备的主从关系。

6.2.2同步机制

时间同步是时间敏感网络的基础特性和基本要求，用于支撑工业应用以及网络调度的同步需求：

a)同一时间敏感网络域中时间同步机制可以遵循IEEE1588-2008或者IEEE802.1AS-2020中的一

种，推荐使用IEEE802.1AS-2020作为时间敏感网络同步协议，并建议选择TAI作为时间刻度基

准，时间记录步长精度应不大于40纳秒；

b)时间敏感网络节点应支持通过同步（SYNC）报文和跟随（Follow-UP）报文进行时钟（频率）

同步，同一时间敏感网络域内应支持周期发起时钟同步，发起间隔的取值为2的n次幂（n=-5~0）

毫秒；

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c)时间敏感网络应支持时延测量机制，用于校准各节点由于时延产生的时间同步偏差；路径时延

由网络节点间链路时延和网络节点内转发时延组成，时间敏感网络内部每一跳的路径时延测

量应包含这两部分；

d)在同一时间敏感网络域中同步精度不得大于最小的调度周期和门控周期的精度，并保证同步

精度在100纳秒到1微秒之间。

6.2.3同步域

考虑时间同步节点规模、同步精度等因素，时间同步域的划分遵循以下要求：

a)时间同步域由多个时间同步网元通过时间同步机制互联而成，一个时间同步域应至少支持100

个网络节点的时钟同步；

b)一个时间同步域内可以包含一个或者多个时间敏感网络域，一个时间敏感网络节点可以同时

对应多个时间同步域和时间敏感网络域；

c)时间敏感网络中的同一时间敏感网络域内时间同步树应该可以通过外部配置统一建立，并应

具备配置参数集；

d)时间敏感网络中的同一时间敏感网络内时间同步树应具备上报同步状态的高性能，并应具备

状态参数集。

流量策略要求

6.3.1流量调度

时间敏感网络应支持IEEE802.1Q-2018所规定的流量调度功能：

a)时间敏感网络支持若干条优先级队列，可以基于端口或者VLAN进行业务流量的优先级映射；

b)时间敏感网络支持IEEE802.1Q-2018规定的以太网相关流量调度机制，并增量支持时间分片

门控调度机制（IEEE802.1Qbv-2016），即某一队列门控打开时，流量正常转发，门控关闭

时流量进入缓存等待转发。

6.3.2抢占

时间敏感网络应支持IEEE802.1Qbu-2016规定的帧抢占机制：

a)时间敏感网络支持通过配置标记业务流量数据帧为普通或优先，优先帧可以打断普通帧的传

输，以保证高优先级流量的传输质量；

b)时间敏感网络转发设备应支持IEEE802.3br规定的MAC转发机制，即提供普通MAC和优先

MAC两种逻辑端口，分别对应普通帧和优先帧的转发；

c)时间敏感网络转发设备应支持对于被延迟或者打断的普通帧恢复传送或者分片重组。

6.3.3流过滤和监管

时间敏感网络宜支持通过配置进行IEEE802.1Qci-2017规定的流量的过滤和监管：

a)时间敏感网络宜支持通过配置对于满足过滤条件的报文进行流量过滤，过滤条件包括最大包

长、CIR、CBS等；

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b)时间敏感网络宜支持对按照优先级队列、通过或未通过门控队列、通过或者未通过过滤队列

等维度进行流量统计。

7互操作系统技术要求

互操作模型

时间敏感网络的互操作模型应遵守ITU-TY.3300的规定，分为应用层、控制层和网络层三个操作层

（如图3所示）：

图3时间敏感网络互操作模型示意图

a)网络层：主要由转发设备组成，承担数据信息在网络中的转发功能，主要包含时间敏感网络

（TSN）转发节点及链路；同时网络层接受控制层通过南向接口下发的配置，并向控制层上报

自身资源和状态；

b)控制层：主要由网络控制器（TSNCNC）、网管系统及相关控制软件组成，CNC通过南向接口

向网络层转发节点下发策略和控制信息，通过北向接口向上层业务层开放底层网络资源和能

力；网管系统则提供网络运维有关的能力，如设备、用户、日志的管理及网络状态的监控，

并可以基于控制层提供的网络数据和资源信息。时间敏感网络控制器应满足如下要求：

1)时间敏感网络控制器应可以提供对网络转发设备的控制协议（如Openflow等控制协议），

建立控制协议连接；

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2)时间敏感网络控制器应支持收集网络中转发节点的资源信息，包括转发节点端口、拓

扑资源等；

3)时间敏感网络控制器应可以利用资源信息通过控制协议连接实现对网络路径的计算、

业务部署等功能；

4)时间敏感网络应具备对同一时间敏感网络域内流量调度模型的建模能力，可以依据流

量不断修正优化模型，并可对整网设备实现一键式的流量调度模型下发。

c)应用层：主要由用户控制器（TSNCUC）和不同的应用逻辑组成，通过控制层北向接口开放

的API实现对网络资源的调配以及网络信息的获取，按需向用户提供网络能力。

借助控制层提供的网络资源和状态信息基于业务应用要求进行智能化的网络应用及运维。

功能模块

时间敏感网络互操作功能模块分别部署于应用层、控制层和网络层，其交互关系如图4所示：

图4时间敏感网络互操作功能模块示意图

a)时间敏感网络网络层：负责对报文进行处理、调度和转发；主要的功能模块包含信息采集、流

量调度执行、策略执行、控制&管理代理等模块：

1)信息采集模块：支持转发节点上网络、业务、用户维度的流量信息的采集功能。收集网络

中转发节点资源信息，包括转发节点的端口、拓扑资源等：

•时间敏感网络应支持拓扑发现功能，同一时间敏感网络域内网络设备（交换机、网关、

通讯模块等）应支持至少同一种发现协议（如IEEE802.1AB-2009）；

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•时间敏感网络应支持基于业务流粒度对全网状态进行监控，监控内容应包括时间敏感

网络相关特性信息。（包括设备状态、链路状态、业务流量状态等）；

•时间敏感网络应支持诊断信息（包括设备故障信息、网络节点或者链路拥塞信息、业

务流量的性能劣化等）上报网络管理设备。

2)策略执行模块：根据控制层流量调度决策模块下发的策略，对转发节点进行流量队列的时

间片分配、报文的抢占等特性的配置；主要是指网络的差异化保障能力。流量调度执行功

能是指网络应能根据控制层流量调度功能下发的策略进行流量流向的限制和疏导；

3)配置执行模块：根据控制层业务配置模块下发的业务配置（端口、Vlan、业务优先级等），

对转发节点进行相应配置；

4)代理模块：适配与控制器间控制协议，负责与控制器建立和维持控制协议连接。负责向控

制器注册，上报信息，收集本地拓扑。接受控制器下发的控制信息和转发表项，并下发到

转发面，指导转发；负责网络之间管理平面的打通，负责建立与网络控制器的控制通道，

及网管系统的管理通道；提供对转发节点的调试诊断接口，以及设备管理功能，向网管提

供设备管理的接口（如电压、电流、温度、单板在位信号等）。

b)时间敏感网络控制层：负责生成时间敏感网络的转发策略，主要包含状态感知、业务配置、调

度策略以及适配模块组成：

1)状态感知模块：收集并分析网络中转发节点的资源信息，包括端口状态息、链路带宽、拓

扑资源等。并将相关数据提供给其他功能模块进行路径计算、业务部署、生成流量转发及

调度模型等，并对支持对第三方应用开放网络资源编程和管理接口；

2)业务配置模块：

•路径控制：应支持遵照IEEE802.1Qca-2015定义的路径控制能力，即支持在同一时

间敏感网络域对流量路径进行集中计算、生成、调整的能力，并生成相应配置下发网

络层；

•带宽控制：时间敏感网络应具备根据业务流量要求进行带宽需求计算、带宽分配预留

及需求上限设置等功能，可为任意数据流设置可以使用的带宽上限；应支持根据实际

业务承载需求动态调整传输路径的最大传输带宽；

•策略控制：包括VLAN、路由策略、ACL、QoS等。提供时间敏感网络的端到端网络承载

业务的网络配置（如IP地址、VLAN等）。

3)调度策略模块：时间敏感网络宜具备根据网络业务实现流量调度模型建模，更新及下发的

能力：

•可根据业务承载要求以及网络资源信息建模并计算生成整网流量调度配置模板，相关

配置应基于IEEE802.1Qbv-2016的下行流量调度、基于IEEE802.1Qbu的抢占以及

基于IEEE802.1Qci-2017的流量监控等时间敏感网络增强特性，并支持将调度模型

下发给业务路径上的转发节点执行相关调度。

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4)适配模块:提供对转发设备的控制协议(例如，Openflow等控制协议)，与转发节点建立控

制协议连接。其他功能模块可以通过控制协议对转发节点进行控制。控制面需要提供北向

接口，用于对接网管和OSS集成。

c)时间敏感网络应用层：由各类应用逻辑组成，通过控制层开放的API获取网络资源信息或者应

用网络实现特定业务流量承载：

1)能力开放：管理面需要提供开放编程接口，用于第三方应用的集成和开发；

2)业务质量感知：管理面应具备对时间敏感网络相关数据进行存储、处理、管理的能力；

3)业务需求识别：将用识别户对于网络侧承载需求转化为统一的描述模型下发给控制面进行

资源申请、业务配置和策略计算。

d)时间敏感网络网络管理系统：应具备网络和网元监控和诊断能力，以便快速感知并修复网络劣

化状态，并提供故障定位工具，告警，北向接口等对时间敏感网络域的维护和管理功能：

1)网元管理模块：

•网络管理系统应负责控制器与网络设备之间通道建立和管理，应采用与业务通道隔离

的独立VLAN管理通道管理时间敏感网络网元；

•网管系统应支持主流设备管理协议：包括SNMP、Telnet、FTP、Netconf等；

•网管系统应支持对于网元设备的端口、电源、电压、单板硬件、环境信息（温度、湿

度等）实现管理；

•网管系统应支持新增设备的自动上线及在线或离线配置，并支持动态新增和删减设备。

2)网络管理

•网管系统应具备进行端到端网络质量测量能力，并提供网络端到端网络监控诊断工具

（包括ping,tracert,、Y.1731等），支持在同一时间敏感网络域内测量任意两节点

之间的时延、抖动丢包数据；

•网管系统应具备网络故障自动分析，节点、链路及业务故障问题指示能力；

•网管系统应具备告警收集及重要告警处理能力，并支持对时间敏感网络故障事件、网

络质量、系统状态进行监控、统计及管理。

接口描述

7.3.1概述

根据第4章定义的时间敏感网络架构，时间敏感网络互操作参考IEEE802.1Qcc-2018，时间敏感

网络在应用面到网络面之间定义一套用户网络接口，用于实现用户提供业务流量承载要求（如确定时

延）到网络资源和不配置之间的映射；用户网络接口的定义可以基于YANG或者TLVs数据模型实现，接

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口描述如图5所示。

图5互操作接口示意图

7.3.2北向接口

时间敏感网络互操作架构的北向接口用于实现应用层与控制层之间的信息交互，可以RestfulAPI、

Python、C++、Java等方式实现。

接口N1：为策略控制与应用层之间的接口，具体功能包括：

•支持应用层向策略控制模块提供业务流量相关信息，用于策略控制和业务计量；

•支持应用层向策略控制模块提供对网络带宽、时延、抖动以及丢包等指标数据；

•支持应用层向策略控制模块订阅网络承载相关事件的上报。

接口N2：为流量调度与应用层之间的接口。具体功能包括：

•支持应用平台将用户网络参数传送给流量调度模块，作为流量调度的依据。

7.3.3南向接口

时间敏感网络互操作架构的南向接口分别用于用于实现控制层与网络层之间控制协议信息的互通，

以及网管系统与网络层的管理信息交互。前者需要支持OpenFlow、PCEF等协议实现，后者则可以选择通

过NetConf、RestConf以及OpenConfig等协议实现。

接口S1：控制层感知模块和网络层信息采集模块之间的接口。具体功能应包括：

•信息采集模块采集网络/业务相关信息，包括带宽利用率、逐跳/端到端时延、丢包以及抖

动，提供给感知模块进行处理和分析；

•信息采集模块采集网络拓扑及业务部署信息，提供给感知模块进行处理和分析。

接口S2：流量调度控制与调度执行之间的接口。调度控制想流量执行模块动态提供QoS调度策略，

并将相关调度配置下发给流量执行对业务流量进行优化调度。

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接口S3：控制层策略控制与网络层策略执行之间的接口。具体功能包括：

•支持策略调度模块向策略执行模块下发建立、修改以及终结相关承载业务的配置；

•支持策略控制功能想策略执行模块订阅相关业务承载事件的上报机制。

7.3.4内部接口

接口Ci1：控制层中感知模块与策略控制模块之间的接口。感知模块将分析结果输出到策略控制模

块，作为承载策略动态调整的输入条件。

接口Ci2：控制层策略控制与流量调度模块之间的接口。控制策略功能在实现策略控制的同时将流

量调度相关策略发送至流量调度功能。

接口Ci3:控制层状态感知模块与流量调度模块之间的接口。状态感知模块将相关结果输出到流量

调度模块，作为流量调度的输入条件。

7.3.5其他接口

工业互联网场景下，时间敏感网络应具备与周边系统的扩展接口。

接口Srv:为应用层和第三方服务平台提供接口：

1)第三方服务平台获取网络状态和资源信息；

2)第三方服务应用可以设置或者修改网络资源请求参数，将相关请求送至应用平面。

接口CM；为网管功能和控制层之间的接口，将相关网络状态信息传递给控制层作为策略决策及动态

调整的依据。

接口NM：为网络层与网管系统之间的接口，将网络层采集到的网络及设备状态、告警事件等上送给

网管系统。

8可靠性要求

工业互联网场景下，时间敏感网络应具备高可靠性，需要具备如下可靠性功能：

a)时间敏感网络的时钟源、关键转发节点及链路都应部署冗余备份；

b)工作时钟建议部署热备份根时钟源，通用时钟建议部署冷备份根时钟源；

c)时间敏感网络应单个业务流或者一组业务流支持单点故障(包括链路和中间节点)的保护或恢

复，同一时间敏感网络域内的链路保护时间应小于50毫秒，节点保护倒换时间应小于100毫秒;

d)时间敏感网络需至少部署1+1和1:1保护倒换架构中的一种，宜支持基于IEEE802.1CB协议的

线性1+1保护倒换架构。

9安全技术要求

工业互联网场景下，时间敏感网络应满足业务数据机密性、完整性、可用性、真实性等的安全功能，

包括：

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a)时间敏感网络应具备设备的准入控制功能，对设备接入的类型及数量进行控制，设备接入时间

敏感网络应具备准入条件；

b)时间敏感网络应具备鉴权功能，包括设备鉴权及用户鉴别能力；

c)时间敏感网络应可以根据实际业务要求实现资源保护，划分相应的时间敏感网络域，并进行相

应隔离；

d)时间敏感网络系统应遵从IEC62443，具备入侵防范能力。

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目次

前言................................................................................II

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4缩略语.............................................................................2

5时间敏感网络架构...................................................................3

网络组成.........................................................................3

网络分域.........................................................................3

流量模型.........................................................................4

5.3.1流量特征.....................................................................4

5.3.2流量类型.....................................................................4

6功能要求...........................................................................5

基础网络功能.....................................................................5

6.1.1转发要求.....................................................................5

6.1.2接口要求.....................................................................5

6.1.3互通要求.....................................................................5

时间同步要求.....................................................................6

6.2.1时钟源.......................................................................6

6.2.2同步机制.....................................................................6

6.2.3同步域.......................................................................7

流量策略要求.....................................................................7

6.3.1流量调度.....................................................................7

6.3.2抢占.........................................................................7

6.3.3流过滤和监管.................................................................7

7互操作系统技术要求.................................................................8

互操作模型.......................................................................8

功能模块.........................................................................9

接口描述........................................................................11

7.3.1概述........................................................................11

7.3.2北向接口....................................................................12

7.3.3南向接口....................................................................12

7.3.4内部接口....................................................................13

7.3.5其他接口....................................................................13

8可靠性要求........................................................................13

9安全技术要求......................................................................13

I

YD/TXXXX-XXXX

工业互联网时间敏感网络技术要求

1范围

本文件规定了工业互联网场景下时间敏感网络的总体技术要求，包括时间敏感网络架构、功能要求、

互操作系统技术要求、可靠性要求及安全技术要求等内容。

本文件适用于工业企业（以制造业为代表）内部网络中时间敏感网络（TSN）的规划、设计、优化

及设备研发。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

IEEE802.1Qcc-2018IEEE局域网和城域网标准虚拟桥接局域网修订：流量预留好的性能增强

（IEEEStandardforLocalandMetropolitanAreaNetworks—BridgesandBridgedNetworks

—Amendment:StreamReservationProtocol(SRP)EnhancementsandPerformance）

IEEE802.1AS-2020IEEE局域网和城域网标准桥接局域网时间敏感应用时间和同步（IEEE

StandardforLocalandMetropolitanAreaNetworks--TimingandSynchronizationforTime-

SensitiveApplicationsinBridgedLocalAreaNetworks）

IEEE802.1Qbu-2016IEEE局域网和城域网标准网桥和桥接网络修订26：帧抢占（IEEEStandard

forLocalandMetropolitanAreaNetworks--BridgesandBridgedNetworks--Amendment26:

FramePreemption）

IEEE802.1Qbv-2015IEEE局域网和城域网标准网桥和桥接网络修订25：排定流量增强（IEEE

StandardforLocalandMetropolitanAreaNetworks--BridgesandBridgedNetworks--

Amendment25:EnhancementsforScheduledTraffic）

IEEE1588Edition2.0IEEE局域网和城域网标准网络测量和控制系统的精密时钟同步协议（IEEE

StandardforaPrecisionClockSynchronizationProtocolforNetworkedMeasurementand

ControlSystems）

IEEE802.1AB-2009/Cor2-2015IEEE局域网和城域网标准站和媒体访问控制连接发现勘误2：技

术和编辑更正（IEEEStandardforLocalandmetropolitanareanetworks--StationandMedia

AccessControlConnectivityDiscoveryCorrigendum2:TechnicalandEditorialCorrections）

IEEE802.3br-2016IEEE以太网标准修正案修订5：散布快速流量的规范和管理参数（IEEE

StandardforEthernetAmendment5:SpecificationandManagementParametersfor

InterspersingExpressTraffic）

IEEE802.1Qca-2015IEEE路径控制和预留PathControlandReservation

IEC62443工业过程测量、控制和自动化网络与系统信息安全（Securityforindustrial

automationandcontrolsystems）

ITU-TY.3300SDN框架（Frameworkofsoftware-definednetworking）

3术语和定义

1

YD/TXXXX-XXXX

下列术语和定义适用于本文件。

门控周期gatingcycle

门控列表中单条时间分片的占用时间。

调度周期scheduledcycle

一组门控序列的执行时间，一个调度周期由一个或者若干个门控周期组成。

时间敏感网络time-sensitivenetwork

具有为业务流量提供有上限的确定时延传输能力的网络。

时间敏感网络域time-sensitivenetworkdomain

一组具支持按照时间敏感网络相关标准进行流量传输的设备组成的局域网络。

广域时钟universaltime

用于局域网范围的时间同步，按需保证生产单元或者设备维度的精准交互。

工作时钟workingtime

用于大规模的设备时间对齐，通常以GPS、GLONASS、北斗等卫星作为时钟源。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

API应用程序编程接口ApplicationProgrammingInterface

CNC中心网络控制器CentralizedNetworkConfiguration

CUC中心用户控制器CentralizedUserConfiguration

CIR承诺信息速率CommittedInformationRate(CIR)

CBS承诺突发尺寸CommittedBurstSize

gPTP通用精准时间同步协议generalizedprecisiontimeprotocol

IT信息技术InformaticaTechnology

MAC媒体接入控制MediaAccessControl

N