第五届未来网络发展大会组委会：未来网络白皮书——确定性网络技术体系（104页）.pdf

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1、工业无线网络应用广泛的标准技术如 WirelessHART、WIA-PA和 ISA100.11a，都不能同时提供工业控制所需的极低时延和高可靠性通信。为使无线网络满足时间敏感业务的传输要求，目前主流的方法是设计无线网络中的实时传输调度方法，将端到端的实时传输时延问题建立成具有时延限制的数学模型，再进行分析求解；此外，在多跳网状网络中采用灵活高效的实时路由算法，将冲突时延、数据传输成功率等纳入路由决策也能在一定程度上实现数据的实时可靠传输。在工业安全监测等实时性要求严苛的场景中，对 MAC（Medium AccessControl）协议的改进设计来满足非周期关键性数据的及时接入信道与立即传输，能

2、大幅缩短关键数据的端到端时延；设备间的相互协作通信是提高通信可靠性的有效方法，协作通信结合改进的 MAC 协议能有效实现时间敏感数据的低时延和高可靠传输。另外，对现有的 IEEE802.11 协议进行改进，使其具有可靠性和实时性能以适用于时间敏感的高速工业应用；由 IEEE 802.11ax 定义的下一代 WiFi 更是引入了一些确定性关键数据传输增强功能，以提高对时间敏感的工业自动化应用的支持。IEEE 802.11be 任务组（TGbe）成立于 2019 年 5 月，旨在解决新的 PHY 和 MAC 修正案的设计问题。 被视为 IEEE 802.11ax 的继任者和下一个 WiFi 7 的

3、核心部分，IEEE 802.11be 希望实现 30 Gbps 的峰值吞吐量，并将破坏性解决方案整合到 WiFi 生态系统中，例如多链路操作、多路访问、多 AP 协调。 同时，IEEE 802.11be 的目标还在于减少无线局域网（WLAN）中的最坏情况下的延迟和抖动。要用作潜在的 IEEE 802.11be 低延迟模式的一部分，必须重新设计原始的TSN 机制，同时考虑无线介质的固有限制（即，链路的不可靠性，不对称的路径延迟，信道干扰，信号失真，缺乏准确的时钟同步，以及网络接口卡不兼容），同时确保与旧版 WiFi 设备的向后兼容性。考虑到 TSN 原理的 WiFi 7 技术的精心设计肯定会有助

4、于减少WiFi 延迟问题，但是目前，潜在的集成既不能直接实现，也不能免除不确定性和不兼容性。 TGbe 可以采用的方法既包括对 TSN 子标准的改编，也包括对新解决方案的提议。下面介绍 TSN 的时间同步以及流量整形和调度组件，并讨论支持它们的最合适的 IEEE 802.11be增强功能。 时钟同步：TSN 子标准 IEEE 802.1AS 包含精确时间协议（PTP），该协议可以在主/从基础上跨网络设备分配单个参考时钟。公共时钟的可用性同样是 WiFi 7 的关键要求，因为它将允许成功地调度上行链路和下行链路中的 MU 传输，以及在 AP 之间建立协调机制。实际上，已经通过考虑无线链路非对称延迟的 IEEE 802.11v 中定义的时序测量（TM）程序，可以在 IEEE 802.11 上运行 IEEE 802.1AS。时间在主机（即 AP）和从机（即 STA）之间的私有动作帧中传播，后者可以计算时钟偏移并相应地调整自己的时间。此外，IEEE 802.1AS 标准的下一个修订版（IEEE 802.1AS-Rev，仍处于草案版本）将包含通过使用IEEE 802.11mc精细定时测量（FTM）过程的新颖同步方法。FTM 提供了 0.1 ns 的时间戳分辨率，远比 TM的精度高，TM 的时间戳分辨率为 10ns。