工业互联网时间敏感网络（TSN)

borisjim

(一)供给侧产业发展趋势


目前时间敏感网络作为下一代工业网络的演进方向业内已经基本形成共识。时间敏感网络的基础技术标准（时间同步、转发、管理等）已经基本完备，基础技术体系已经趋于稳定。行业内各类厂商已经纷纷投入到相关产品的研发当中，主流厂商绝大部分已经推出样机，并已经有多款产品上市。国际上，在近两年的汉诺威展会上多家企业展出了自己的时间敏感网络测试床，对其的关注度甚至可以和5G技术相提并论。在国内，由于全球产业界看好国内市场巨大潜力，国内外厂商在工业互联网峰会，工博会、数字中国等展会上也不遗余力地秀出各自在时间敏感网络技术上的实力。时间敏感网络技术已经俨然成为现今工业网络技术的代名词，并将在未来一段时间内保持相当热度，吸引越来越多厂商投入其中。


然而新技术的规模部署，基础技术体系的成型只是第一步，供给侧对新技术的热情想要被需求侧认可，实际转化成产业力量，单凭各类展会炫目的 demo是远远不够的。下一步，各类厂商的产品乃至解决方案研发将会更多聚焦垂直行业，对基础技术体系进行针对具体应用场景进行细化完善，按照工业级部署要求，加快完善相关产品及解决方案技术指标，尽快形成可实际部署的方案级产品。


(二)需求侧产业发展趋势


基于时间敏感网络的技术特点和优势，业内判断工业互联网将是其最先实现落地的一个应用领域之一。


1 )首先，工业互联网将需要时间敏感网络打通采用传统技术的存量产线与工厂内部信息(IT)网络之间的网络通路，实现现场产线之间，现场产线与各类工业信息系统之间的互联互通，时间敏感网络技术在智能工厂的应用将成为控制网络（OT)与信息网络(IT')融合的关键路径。


2)进一步，工业互联网需要时间敏感网络通过与物联网、边缘计算技术的完美融合，实现海量设备与控制网络、信息网络的互联互通。


3 )最后，工业互联网需要通过部署时间敏感网络满足日益复杂工业新业务流量的高质量传输，实现对工业生产过程的实时监控，是生产设备状态的实时反馈，从而进一步实现对生产现场的智能控制。


然而，目前需求侧对于时间敏感网络技术更多停留在概念上，随着工业互联网的不断深入发展，各类工业企业的信息化智能化进程将不断加快，对于高质量网络的需求也将不断加大，结合自身需求，其目光也正逐渐被时间敏感网络所吸引，从成本及传输质量角度考虑，网络技术的选择也必将不断聚焦于时间敏感网络技术。


在未来几年，时间敏感网络技术将在工业互联网的智能装备制造行业的智能工厂中率先落地应用，并进一步在其他垂直行业逐步铺开落地。后续智能装备制造、能源电力、石油与天然气、轨道交通、汽车等工业行业中从事同步精准控制、测量、设备监测、设备维护及控制应用的需求都将成为时间敏感网络技术大展拳脚的用武之地。


(三）商业模式分析


考虑当前时间敏感网络技术成熟度及产业发展现状，有关时间敏感网络技术的商业化进程，将分为技术推介、试点应用及规模部署三个阶段。


1)技术推介


时间敏感网络技术的研究前期主要依托IEEE的相关工作组进行，随着技术理论的成熟及产业关注度的提升，越来越多的行业组织、研究机构，主流厂商投入到相关研究当中来，后期针对实际应用场景和技术落地将产生大量专利技术，各大机构也将展开一轮知识产权抢点风潮。并由此后续围绕相关的知识产权产生相关的商业模式。如芯片IP的授权，同类厂商间关键技术产权的互换等。


2)试点应用


随着成熟产品的推出，时间敏感网络技术想要或者业内认可，也需要一系列的产品及解决方案推广，形成若干新技术应用试点。在此阶段，可能会出现需求侧主动创新结合政府资金扶持及供给侧与需求侧联合试点两种商业模式。前者更多由需求侧根据自身需求对网络升级改造提出明确创新需求，结合政府相关专项资金扶持，建设时间敏感网络部署应用试点，为规模部署的可行性论证提供依据。后者则更多由供给侧发起与需求侧达成协议，厂商提供设备及技术支持，需求侧则提供场地和需求场景共同建设应用试点。


3)规模部署


通过技术推介和试点应用阶段，时间敏感网络技术将为规模部署阶段做好相关铺垫和准备，真正的的行业市场将起步并逐步趋于成熟。在此阶段的初期，一些大型的行业内标杆企业将率先启动部署，承接上一阶段模式，并融合两种模式，即由需求侧主导，按照传统ICT项目模式，建设部署自主产权的时间敏感网络系统，政府提供相应资金扶持，供应侧或第三方研究机构提供技术支持。随着产业的不断升级，工业互联网信息化智能化模式的不断普及，越来越多的企业对时间敏感网络的部署将产生需求，并可能会出现企业出资建设，由第三方进行设计、部署运维的托管的建设模式。但一些中小型企业不具备规划、部署、运维时间敏感网络的资金及技术能力，此时依托工业互联网园区运作，可能会出现以租代建的模式，即由园区出资规划、建设及管理，为中小型企业提供相应的时间敏感网络服务。此外，在某些特殊的应用场景，例如“5G+工业互联网”的部署过程中，运营商也将成为建设主体，对基础设施进行出租，进行网络能力开放，面向企业用户开展平台出租业务，从而实现规模化运营。