城市轨道交通车辆时间敏感网络(TSN)应用技术规范总结

1. 标准概述

T/CITSA 60-2025《城市轨道交通车辆时间敏感网络(TSN)应用技术规范》是由中车南京浦镇车辆有限公司提出，中国智能交通协会归口的团体标准。该标准规定了城市轨道交通车辆时间敏感网络(TSN)的系统架构、数据类型、功能要求和设备要求等内容，适用于城市轨道交通单列固定编组车辆采用TSN技术的列车通信网络系统。

2. 系统架构

2.1 架构方案

标准提出了三种TSN网络架构方案：

1. ​​基于逻辑隔离的环网组网架构​​：采用单环双归属网络架构，通过VLAN实现逻辑隔离

    

2. ​​基于物理隔离的环网组网架构​​：编组网划分为A、B两个独立的双环型网络架构

    

3. ​​基于物理隔离的线性组网架构​​：编组网划分为A、B两个独立的线性网络架构

    

2.2 设备组成

车载TSN设备分为两类：

• ​​网络设备​​：包括TSN-ECNN交换机、TSN网关(选配)和TSN网络集中配置控制器(选配)
• ​​终端设备​​：包括标准终端设备(固定安装)和临时终端设备(维护用临时连接)

3. 数据类型

3.1 列车数据类型

根据业务对实时性能、数据长度、时延、抖动的要求，分为四类：

1. ​​过程数据​​：最小周期10ms，最大数据长度1500字节，最大时延1ms，最大抖动1ms
2. ​​消息数据​​：最大数据长度1500字节，最大时延100ms
3. ​​流数据​​：最大数据长度1500字节，最大时延125ms，最大抖动25ms
4. ​​尽力而为数据​​：最大数据长度1500字节

3.2 车载TSN数据业务

根据IEEE802.1Q优先级划分为：

4. 功能要求

4.1 基本要求

1. ​​时钟同步​​：采用IEEE 802.1AS实现
2. ​​流量整形​​：通过流量整形机制实现时延控制
3. ​​可靠性​​：对关键业务数据采用高可靠传输机制
4. ​​网络配置管理​​：集中配置TSN子协议，合理分配网络资源

4.2 时钟同步要求

• 网络设备和终端设备均应具备本地时钟和硬件时间戳能力(步长粒度≤50ns)
• 支持gPTP协议，主从时钟设备稳态同步精度≤100ns
• 支持P2P时延测量方式，同步发起间隔宜为2ⁿs(n=-3~0)

4.3 流量整形要求

• 支持IEEE 802.1Qbv(时间感知整形器)
• 支持IEEE 802.1Qbu(帧抢占)
• 支持IEEE 802.1Q(VLAN标签处理)

4.4 通信可靠性要求

• 支持IEEE 802.1CB(帧复制和消除)
• 支持IEEE 802.1Qci(流过滤和监管)

4.5 网络配置管理要求

• 配置工具应支持设备发现、拓扑管理、流量管理等功能
• 应支持通过NETCONF等协议下发配置信息
• 网络设备应能接收并执行各类TSN配置信息

5. 设备要求

5.1 线缆与连接器

• 线缆：100Mbit/s用Cat5e类双绞线(0.5mm²)，1000Mbit/s用Cat7类双绞线(0.25mm²)
• 连接器：
  • 百兆接口：M12-D型母连接器(4针)
  • 千兆接口：M12-X型母连接器(8针)

5.2 网络设备

5.2.1 TSN-ECNN交换机

• 物理层：支持100M/1G/10G(可选)端口
• 数据链路层：支持各类TSN协议(IEEE 802.1AS/802.1CB/802.1Qbv等)
• 网络层：支持IPv4、ARP等
• 传输层：支持TCP/UDP/ICMP
• 应用层：支持TRDP、SNMP(可选)等

5.2.2 TSN网关(选配)

• 支持TSN协议与其他协议转换
• 基本功能要求与TSN-ECNN交换机类似

5.2.3 TSN网络集中配置控制器(选配)

• 支持多厂商异构设备统一适配
• 支持≥100设备节点纳管，≥500条流量规划
• 支持集群部署和多种维护方式(WEB/CLI/TELNET/SSH)

5.3 终端设备

• 标准终端设备：固定安装，功能要求全面
• 临时终端设备：维护用，功能要求相对简化

6. 试验要求

为声明符合本文件，设备应通过一致性测试，测试方案不属于本文件范畴。