时间敏感网络（TSN）及无线TSN技术

时间敏感网络（TSN）在以太网的基础上提供端到端极低时延和高可靠性的数据传输,适用于时延敏感型应用,广泛应用于自动驾驶、工业互联网等场景。首先总结了TSN的特点,并详细阐述了TSN标准的工作原理和特性,重点介绍了在无线网络中提供确定性时延和可靠数据传输的网络技术,即无线TSN技术。此外,通过TSN的应用场景简要分析了TSN的应用案例。最后探讨了TSN和无线TSN技术及其在工业场景中应用存在的挑战和问题,并展望了未来的研究方向。     

时间敏感网络的关键协议及应用场景综述

随着信息技术的发展,以物与物作为通信主体的场景需求不断增加,如工厂自动化控制、自动驾驶等,这类通信对数据传输时延的要求远远超出了传统以太网的可控范围,时间敏感网络应运而生。时间敏感网络是以标准以太网为网络基础,提供确定性信息传输的标准化技术,通过时间感知的调度机制最小化抖动,并为时间敏感应用提供可靠的数据传输保障。通过对时间敏感网络相关国际标准的说明,介绍了其核心特性及机制,并在车载网络、工业互联网、航空电子网络和移动前传网络等应用场景进行了分析和研究。     

车联网云边协同计算场景下的多目标优化卸载决策

车联网场景下的计算任务对时延非常敏感,需要云边协同计算来满足这类需求。针对车联网云边协同计算场景下如何高效地进行服务卸载并同时考虑服务的卸载决策以及边缘服务器和云服务器的协同资源分配问题,设计了基于云边协同的车辆计算网络架构,在该架构下,车载终端、云服务器和边缘服务器都可以提供计算服务;通过对缓存任务进行分类并将缓存策略引入车联网场景,依次设计了缓存模型、时延模型、能耗模型、服务质量模型以及多目标优化问题模型;给出了一种基于改进的多目标优化免疫算法的卸载决策方案。最后,通过对比实验验证了所提卸载决策方案的有效性。     

基于NTP协议的网络时间服务系统的实现

本文介绍了网络时间协议的基本工作原理,简要分析了在网络路径对称和不对称两种情况下的网络时延问题.论述了网络时间服务器的构建方法和网络授时软件的设计流程.应用数据统计,对网络时延和时差作了详细分析,给出了在软件设计中处理与网络时延和时差相关问题的方法.最后阐明了建立网络时间服务体系的必要性.     

时间敏感网络流量调度算法研究综述

时间敏感网络（Time-sensitive Networking,TSN）是一种新型确定性网络,具有低时延、低抖动等特点,能够满足现代网络传输控制的要求。流量调度是TSN标准中关键技术之一,用于确保流量传输的服务质量。首先对时间敏感网络的发展背景、重要机制、应用场景进行阐述,着重研究5种时间敏感网络流量调度机制,包括基于时间的整形机制、基于信用值的整形机制、循环队列转发机制、帧抢占机制以及异步流量整形机制;然后,分析了流量调度算法的研究现状,归纳和总结了时间触发（Time-triggered,TT）流和事件触发（Event-triggered,ET）流的调度算法,分析了目前流量调度算法存在的问题;最后,指出了TSN流量调度算法的发展方向和趋势。     

轨道交通移动边缘计算网络安全综述

在环境复杂、乘客密集、高速移动的轨道交通场景中引入移动边缘计算（MEC）技术可满足其对低时延、移动性和海量连接等的需求。然而，MEC在改善轨道交通通信网络性能的同时也带来了安全挑战。首先对轨道交通通信网络和MEC进行了概述；然后讨论了MEC在轨道交通中的价值和轨道交通移动边缘计算网络的架构；接着分析了轨道交通移动边缘计算网络面临的安全威胁并提出了防护方案；最后提出了一些开放性问题，希望对后续的研究提供思路。     

网络时延测量中的时间同步系统应用研究

文章介绍了网络时延测量中引入时间同步机制的重要性,设计了基于GPS的网络时间同步及网络传输时延测试系统.基于所构建的专用网络实验平台,进行了实际链路传输时延测试,实验结果表明,所设计的网络时延测试系统测试精度高,具有较强的实用性.     

低时延、高可靠的车云协同安全策略研究

随着车联网日益向智能化及网联化发展,车联网在实际应用过程中面临信息截获、假冒攻击的威胁。此外,区别于传统的通信网络,车联网对信息的传输时延提出了更高的要求。文章结合车联网安全通信需求和应用场景,分析了车联网在通信过程中遇到的问题,利用内生安全与量子密钥加密技术,提出了一种低时延、高可靠的车云协同安全策略,解决车联网中的信息可靠性与传输时延等问题。     

基于门控制的星载时间敏感网络调度算法

空间信息网络中时间敏感业务的实时性、确定性和可靠性要求对基于存储转发方式的传统以太网交换提出巨大挑战。提出一种基于门控制的星载时间敏感网络调度算法,设计星载时间敏感网络交换方案;针对卫星业务突发的特点,提出一种基于时分复用的门控制列表生成方法,对该调度算法在不同业务流量特征背景下的确定性时延及时延抖动性能进行仿真分析。仿真结果表明,所提算法的最小时延减小至10 μs量级,最小时延抖动为0,满足空间时间时敏业务的确定性传输要求,提高了空间信息网络业务传输的确定性、可靠性、灵活性。     

一种基于时间敏感网络的变电站确定性网络架构优化方法

新型智能变电站网络基于传统以太网尽力而为转发机制,在突发大流量时难以保证敏感流量可靠传输。文中提出一种基于TSN（时间敏感网络）的变电站网络架构优化方法,根据敏感SV报文的传输特性,采用TSN协议簇中IEEE802.1Qbv、IEEE 802.1AS结合的时间门控调度机制,在敏感流量到来的时隙开辟专用通道保证其以最佳时延通过;采用TSN协议簇中IEEE 802.1Qci技术对网络所有流量进行过滤管理,保障敏感流量能进入专用通道并阻挡其他流量误入。经模拟变电站实际场景组网验证表明,相对于传统以太网,时间敏感网络能确保网络拥塞时敏感流量能够以最大时延2.17μs、平均抖动0.16μs的最佳时延抖动传输。     

车联网环境下的4G和DSRC异构网络切换机制研究

面向车联网的实际应用需求,构建了一种高速公路环境下的基于4G和DSRC的异构网络通信场景。针对车辆在该场景下可能会在不同网络信道间频繁发生垂直切换导致较高的传输时延和丢包率的问题,在分析研究基于4G与DSRC的高速公路异构网络切换过程的基础上,引入网络跳数、连接次数和行驶轨迹作为切换判决条件,基于TREBOL路由协议设计了一种异构网络垂直切换算法。最后利用Veins仿真平台对提出的异构网络垂直切换算法的切换性能进行对比测试分析。测试结果表明,与基于RSSI的异构网络垂直切换方法相比,所提切换算法能增大车辆与DSRC网络连接的持续时间,并有效减少"乒乓效应"。     

面向时间敏感网络的5G无线网增强技术研究

5G确定性网络是目前产业界正在积极推动的全新工业通信技术。为了逐步实现确定性传输,3GPP引入了时间敏感通信技术,与超可靠低时延通信技术相比,进一步在时延抖动和时间同步方面对5G网络进行了增强,从而实现端到端的时间敏感通信服务。介绍了时间敏感通信技术特点和标准进展,时间敏感通信技术以时间敏感网络与5G网络融合的网络架构为基础,通过精确时间同步机制提高时间同步精度,通过服务质量和调度增强机制降低业务时延、提高传输可靠性,通过以太网头压缩技术提高传输效率。     

IP网络多媒体传输解决方案

随着Internet的日益普及，他几乎延伸到了世界的每一个角落，已经成为各种各样有趣、有用的应用的承载工具。在Internet上进行多媒体传榆的业务量越来越大。多媒体数据传榆具有实时特性要求，即数据之间必须满足一定的时间要求，对网络传榆时延、延时抖动等特性较为敏感。因此，网络必须对多媒体应用的分组进行特殊的处理，以保证以最小的时延和时延抖动提供可预见的服务。本文针对当前Internet网络环境，从QoS角度分析了综合业务和区分业务的特点和面临的一系列问题，提出了一种IP网络多媒体传输解决方案。     

基于“IPv6+”的应用感知网络（APN6）

互联网应用对网络带宽、时延、抖动、分组丢失率等方面的需求各不相同,而网络和应用的解耦导致网络无法有效感知应用的需求,因此难以为应用提供相应的服务质量SLA保障。提出一个基于IPv6的应用感知网络框架——APN6,通过将应用的需求信息封装在数据分组中,使网络能感知应用及其需求,便于网络进行流量调度和资源调整。设计了一种安全接入控制方案以解决 APN6 接入场景中存在的应用信息的伪造与篡改问题,确保APN6只对合法用户提供相应服务。     

面向5G URLLC业务的时延分析与无线超低时延技术研究

5G面向三大场景业务,其中URLLC业务的低时延高可靠特性为无线网络带来了新的挑战.无线空口侧时延主要受传输间隔、资源调度、混合重传、终端和基站处理时延等因素影响.为解决时延问题,3GPP R15标准中已从减少传输时间间隔和优化资源调度两个方向提出了低时延技术,满足5G网络部署初期的低时延业务需求.     

面向无线网络数据安全的非对称加密传输方法

针对无线网络数据安全传输时延较长的问题,提出一种基于矩阵计算的数据开放隐私泄露评估方法。设计基于小波变换算法的无噪声数据传输通道,获取用户信息并计算网络传输数据泄露风险;依托于非对称加密技术中典型的RSA算法,设计一个密钥生成器,分别获取数据传输相关的加密秘钥、解密秘钥;基于DFT-S-OFDM模型,完成无线网络数据加密信号的高效发送与接收。实验结果表明：该方法的数据加密传输时延保持在2ms以下,平均时延约为1.02ms,数据加密传输时延降低了76.55%、88.37%。     

基于改进K-means聚类的医疗信息系统信息安全检测方法

医疗信息系统中的信息数据在实际更新过程中容易产生振荡，导致实际安全检测时产生的检测时延数值过大，为此设计基于改进K-means聚类的医疗信息系统信息安全检测方法。划分医疗信息系统信息场景，获取医疗信息系统信息数据，随机选定一个信息数据作为聚类初始位置，划定信息数据的判断方向，形成一个基于改进K-means聚类算法判断信息数据安全状态的过程，构建不同层次信息的安全状态判断矩阵，完成安全检测方法的构建。结果表明：设计的检测方法误报率较低，产生的时延在0.1s左右，与两种文献中的检测方法相比，文中设计的安全检测方法产生的时延时间较短，实际检测过程所需的检测时间最短。     

IP隧道技术在企业网的应用研究

本文探讨了常见隧道技术与VPN技术在企业网络融合、远程访问、应用系统隔离、安全加密等场景的应用。     

面向5G网络切片无线资源分配

未来网络需要满足多种应用场景在时延、可靠性和速率等方面的不同要求,然而只构建一种网络难以满足所有应用场景的需求.网络切片技术即在一个物理基础设施之上构建多个逻辑网络以满足不同类型应用场景的需求,能够实现专用电信网络所具有的所有功能,且用户感受不到差别.无线接入网切片是端到端网络切片的一部分,而无线资源分配又是无线接入网切片的重要内容.本文提出了一种基于比例公平算法的半静态资源分配方案,在各网络切片之间实现更公平的资源分配.仿真结果对比了三种资源分配方案,半静态资源分配方案获得的公平性优于其他两种资源分配方案.     

一种新型光纤光栅无线传感网络及路由设计

传统的光纤光栅传感网络具有灵活性低、移动性差等缺点.文章作者构建了一种新型的光纤光栅无线传感网络,该网络融合了无线通信和光纤光栅传感的优点.同时还设计了节点结构,并根据实际应用场景提出了该传感网络的路由协议--RT(路由选择表)协议.在NS2(Network Simulator)中,从分组投递率、时延和能耗等3方面与Flooding协议进行了比较分析,结果显示RT协议更适合该新型传感网络.