### TSN相关协议：IEEE 802.1Qca详解 #### 一、引言 随着工业自动化、汽车网络及高性能计算等领域的不断发展，对于实时性和确定性网络的需求日益增长。为此，IEEE制定了时间敏感网络（Time-Sensitive Networking，简称TSN）系列标准，旨在为工业以太网和其他领域提供确定性的网络通信能力。本文将详细介绍IEEE 802.1Qca标准，这是TSN框架中的一个重要组成部分，主要关注路径控制和预留机制。 #### 二、IEEE 802.1Qca概述 IEEE 802.1Qca是IEEE 802.1Q系列标准的一个补充，它专门针对路径控制和预留功能进行了定义。该标准由IEEE LAN/MAN标准委员会发起，并于2015年获得批准。其核心目标是在现有的局域网（LAN）和城域网（MAN）中实现对数据包传输路径的精确控制，以及对带宽资源的动态预留，从而确保关键应用能够获得所需的网络服务质量（Quality of Service，QoS）。 #### 三、路径控制和预留机制 ##### 3.1 明确路径控制 明确路径控制是IEEE 802.1Qca中的关键技术之一，它允许网络管理员或自动配置系统指定数据包的具体传输路径。这种机制可以有效避免传统网络中由于负载均衡或路由选择导致的数据包传输延迟不确定的问题。通过预先设定的路径，可以确保关键数据流能够在预定的时间内到达目的地，这对于需要高度确定性的应用场景至关重要。 ##### 3.2 带宽预留 带宽预留机制则是另一种确保网络服务质量的关键技术。在IEEE 802.1Qca中，可以通过预分配带宽的方式为特定的数据流预留足够的网络资源。这不仅有助于减少网络拥塞的风险，还可以提高整个网络的效率。例如，在音频视频同步传输等场景下，通过对关键数据流进行带宽预留，可以显著降低延迟并提高同步精度。 #### 四、与TSN其他标准的关系 IEEE 802.1Qca作为TSN系列标准的一部分，与其他TSN标准如IEEE 802.1AS（精确时间协议）、IEEE 802.1Qbv（帧优先级和时间感知调度）等紧密相关。这些标准共同构成了一个完整的TSN解决方案，使得不同类型的设备和应用可以在同一个网络中高效协同工作。例如： - **IEEE 802.1AS**：定义了精确时间协议（Precision Time Protocol，PTP），用于在分布式网络中实现高精度的时间同步。 - **IEEE 802.1Qbv**：引入了时间感知调度（Time-Aware Shaping，TAS）的概念，允许在网络中按照预定的时间窗口来发送数据包，从而进一步提高了网络的确定性。 #### 五、应用场景 IEEE 802.1Qca的应用场景广泛，主要包括但不限于以下几个方面： 1. **工业自动化**：在制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）中，通过确保关键控制信号的及时传递，可以显著提高生产效率和安全性。 2. **智能交通系统**：在智能交通系统中，如自动驾驶车辆之间的通信，需要极低的延迟和高度的可靠性，IEEE 802.1Qca可以帮助实现这一点。 3. **高性能计算**：在数据中心内部的服务器集群之间，对于大量数据的高速传输有严格要求，IEEE 802.1Qca能够通过优化路径和预留带宽来满足这些需求。 4. **媒体娱乐**：在广播系统、专业音响设备等领域，对于音视频同步的要求极高，IEEE 802.1Qca能够确保数据流的稳定性和准确性。 #### 六、总结 IEEE 802.1Qca作为TSN框架下的一个重要标准，通过对路径控制和带宽预留机制的定义，为构建确定性的网络环境提供了强有力的支持。随着未来网络技术的发展，IEEE 802.1Qca将在更多领域发挥重要作用，推动网络技术向更高效、更可靠的方向发展。

时间敏感网络（Time-Sensitive Networking，简称TSN）是一种网络技术，主要针对实时性、低延迟和高可靠性有严格要求的应用场景，如工业自动化、音频视频流传输、汽车网络以及航空航天等。TSN是建立在IEEE 802.1标准框架下的一系列子标准，旨在确保网络数据传输的精确性和一致性。 IEEE 802.1Q标准是TSN的核心部分之一，它定义了虚拟局域网（VLAN）桥接协议。在2014年修订的IEEE Std 802.1Q-2014版本中，对原有的2011版进行了更新，以适应不断发展的网络需求。该标准不仅规范了VLAN桥接的基本功能，还涵盖了TSN的关键特性，如时间同步、流量调度、优先级队列和帧间间隔控制等。 1. **时间同步**：TSN网络中的设备需要精确的时间同步，以确保数据在预定的时间点准确传输。这通过IEEE 802.1AS（通用精确时间协议，Generalized Precision Time Protocol）实现，允许网络设备与一个全局参考时钟进行同步，从而达到微秒级的精度。 2. **流量调度**：TSN引入了复杂的流量控制策略，如IEEE 802.1Qbv（时间感知调度，Time-Aware Shaper），确保关键数据包能够在指定的时间窗口内优先传输，保证服务质量（QoS）。 3. **优先级队列**：利用IEEE 802.1P的优先级标记，TSN能够为不同类型的流量分配不同的优先级，确保高优先级的数据包不被低优先级的数据包阻塞。 4. **帧间间隔控制**：IEEE 802.1Qci（帧间隔控制，Frame Spacing Control）规定了帧之间的最小间隔，防止数据包碰撞，确保数据流的连续性和稳定性。 5. **故障恢复和冗余**：TSN还包含了故障检测和快速恢复机制，如IEEE 802.1CB（帧重复，Frame Replication and Elimination）和802.1Qcc（协作桥接，Coordinated Switching），以提高网络的可靠性。 6. **管理与配置**：TSN网络的管理和配置通常依赖于IEEE 802.1CBRS（集中式带宽资源管理，Centralized Bandwidth Resource Scheduling）和802.1Qcc，确保网络资源的有效分配和动态调整。 TSN的这些特性使得它在实时应用中具有显著优势，能够提供传统以太网所无法比拟的性能。随着物联网（IoT）、5G通信和自动化技术的发展，TSN有望在未来的工业和消费市场中发挥越来越重要的作用。

时间敏感网络（TSN）相关的协议标准，包括IEEE802.1Q的协议文档以及相关补充子协议，如Qav、Qbv、CB、Qat、Qbu等。

时间同步为TSN时间敏感网络的基础。，在TSN协议中，IEEE 802.1 AS (gPTP)可以实现亚微 秒级的时间同步

　　时间敏感型网络（timesensitive network，TSN）是目前国际产业界正在积极推动的全新工业 通信技术。时间敏感型网络允许周期性与非周期性数据在同一网络中传输，使得标准以太网具有确 定性传输的优势，并通过厂商独立的标准化进程，已成为广泛聚焦的关键技术。目前，IEEE、IEC等 组织均在制定基于TSN的工业应用网络的底层互操作性标准与规范[1]。

动作识别研究 该存储库包含用于动作识别的6种代表性2D和3D方法的一般实现，包括I3D [1]，ResNet3D [2]，S3D [3]，R（2 + 1）D [4]，TSN [5]和TAM [ 6]。 这些代码用于我们对动作识别的分析。 陈春福（Richard）Chen *，Rameswar Panda *，Kandan Ramakrishnan，Rogerio Feris，John Cohn，Aude Oliva和Fanquanfu *，“对基于CNN的时空表示进行动作识别的深入分析”。 *：均摊 如果您使用此仓库中的代码和模型，请引用我们的工作。 谢谢！ @inproceedings{chen2020deep, title={Deep Analysis of CNN-based Spatio-temporal Representations for Action Recog

PROFINET over TSN Guideline

802.1qbv中文版

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