TTE和(hé)TSN是目前實現确定性以太網交換的(de)兩種主要途徑。由于TTE技術研究較早，SAE AS6802标準在IEEE 802.1 TSN工作組成立之前就已經發布，因此在高(gāo)端裝備（如(rú)航空航天、智能汽車等）研制領域，TTE成為(wèi)确定性以太網交換的(de)首選方案。随着TSN标準規範的(de)日漸成熟完善，相關芯片、軟件和(hé)整體解決方案不斷完善，能否在高(gāo)端裝備制造領域中使用标準TSN技術取代TTE已經成為(wèi)令人關注的(de)問題。      對于标準以太網，TTE和(hé)TSN在時間同步、可(kě)靠性和(hé)轉發延時保證等方面都進行(xíng)了增強。轉發交換的(de)延時保證機(jī)制是确定性交換的(de)核心。TTE和(hé)TSN在延時保證方面不同的(de)實現機(jī)制，反映了TTE和(hé)TSN具有(yǒu)不同的(de)設計哲學(xué)。而設計哲學(xué)的(de)差異可(kě)能預示了兩種技術不同的(de)發展前景。 一(yī)、設計哲學(xué)差異       以太網自(zì)1973年(nián)發明，是計算機(jī)網絡50年(nián)發展史中可(kě)與IP相媲美的(de)最為(wèi)成功的(de)技術之一(yī)。TTE和(hé)TSN都是架構在标準以太網上的(de)确定性交換技術，但TSN必将成為(wèi)根正苗紅(hóng)的(de)“以太網2.0”,而TTE隻有(yǒu)以太網的(de)“形”，缺少以太網的(de)“神”，随着TSN技術的(de)發展，必将被淘汰。      圖1是TTE實現機(jī)制（出自(zì)TTTech研究人員撰寫的(de)論文[1]）和(hé)TSN802.1Qch定義的(de)CQF機(jī)制在确定性交換實現機(jī)制方面的(de)比較。      對于TTE交換機(jī)，輸入接口收到TT分組後，會查找接收調度表，對比分組接收時間是否落在合法的(de)接收窗口（w）內(nèi)，如(rú)果在窗口內(nèi)，則會得到一(yī)個分組緩沖區地(dì)址，将分組寫入RAM中的(de)緩沖區。否則丢棄分組；在每個輸出接口，發送調度表中會配置RAM中每個分組的(de)發送時間（T），當發送時間到達時，輸出調度器從相應的(de)buf中讀取分組發送。接收調度表和(hé)發送調度表都是離(lí)線計算得到，分組轉發模型實際上是由接收和(hé)發送調度表控制的(de)對RAM的(de)讀寫操作。顯然，接收和(hé)發送調度表的(de)規模以及RAM中緩沖區的(de)個數都與TT流量的(de)特性和(hé)負載相關。      對于支持CQF的(de)TSN交換機(jī)，每個交換機(jī)內(nèi)部隻需兩個按照乒乓隊列Q1和(hé)Q2，時間軸被簡單的(de)劃分為(wèi)奇數時槽S1和(hé)偶數時槽S2。輸入接口在奇數時槽S1接收的(de)分組進入隊列Q1，在偶數時槽接收的(de)分組進入隊列Q2。輸出接口調度的(de)整型機(jī)制也十分簡單，S1時槽隻能調度Q2中的(de)分組，S2時槽隻能調度Q1中的(de)分組。顯然，當時槽寬度為(wèi)d時，如(rú)果交換機(jī)保證S1時槽接收的(de)分組（進入Q1）在下一(yī)個S2時槽發送，而S2時槽接收的(de)分組（進入Q2）在下一(yī)個S1時槽發送，那麽分組在交換機(jī)中延時上界為(wèi)2d，下界為(wèi)0。分組在經過K個這樣的(de)交換機(jī)時，延時的(de)上限為(wèi)(K+1) *d，下限為(wèi)(K-1) *d。      上述分析可(kě)知，TTE和(hé)TSN在實現上有(yǒu)一(yī)些明顯差異，如(rú)下表所示。      上述對比可(kě)見，TTE在設計時并沒有(yǒu)利用到作為(wèi)網絡分組交換基礎的(de)排隊論，沒有(yǒu)用隊列對應用相關信息進行(xíng)分類聚合，因此實現複雜度較高(gāo)。或者說，TTE隻用到了IEEE 802.3以太網的(de)MAC層規範，而與IEEE 802.1定義的(de)網橋實現機(jī)制無關。因此TTE交換機(jī)設計沒有(yǒu)相應的(de)規範可(kě)借鑒（這也是多數人認為(wèi)TTE是TTTech“私有(yǒu)技術”的(de)原因）。      與TTE不同，TSN交換的(de)核心機(jī)制本身就是IEEE 802.1工作組制定的(de)，是對802.1Q網橋協議的(de)擴充和(hé)增強。TSN更加強調針對不同TSN應用場景對輸出調度整型機(jī)制的(de)擴充。因此TSN在轉發交換方面的(de)所有(yǒu)工作都考慮與現有(yǒu)的(de)以太網交換前向兼容，可(kě)看作“以太網2.0”。      從另一(yī)個角度看，TTE是從分布式系統設計角度提出的(de)，而TSN是從網絡角度提出的(de)兩種不同的(de)解決方案。一(yī)旦技術落地(dì)需要在交換芯片中實現，毫無疑問後者更具有(yǒu)優勢。 二、發展前景預測       我們認為(wèi)，未來5-10年(nián)TSN将會取代TTE，成為(wèi)高(gāo)端裝備制造領域主流的(de)交換網絡方案。主要原因如(rú)下。      一(yī)是與TSN相比，TTE的(de)優勢在于時間同步。與IEEE 1588定義的(de)PTP協議不同，TTE的(de)時間同步不需要單一(yī)的(de)主時鍾源（GrandMaster），是一(yī)種全分布的(de)高(gāo)可(kě)靠時間同步機(jī)制，支持多種故障模型。然而時間同步機(jī)制在交換實現中相對獨立。既然當前TSN可(kě)以針對不同場景定義了不同的(de)輸出機(jī)制（基于信用/時間感知/異步等），TSN也可(kě)以擴充支持多種時間同步機(jī)制，如(rú)需要外部時鍾源的(de)時間同步機(jī)制（IEEE 1588）不需要外部時鍾源的(de)內(nèi)部同步機(jī)制（AS6802）；       二是TSN交換實現機(jī)制前向兼容目前标準以太網的(de)交換機(jī)制。在現有(yǒu)以太網交換芯片絕大多數邏輯保持不變情況下，隻需增加時間同步和(hé)輸出接口整型邏輯即可(kě)支持TSN交換，因此容易被工業界接收；      此外，除了高(gāo)端裝備制造領域外，TSN還會在工業互聯網、5G前傳網絡中得到應用。特别是TSN将作為(wèi)工業互聯網基礎設施重要組成部分被大力推廣，IEC/IEEE也正在聯合定義工業智能制造中TSN的(de)應用場景。未來市(shì)場更大，熟悉TSN的(de)人才更多将是促進TSN技術發展的(de)最根本的(de)推動力。 參考文獻：      [1]Domi¸tian T˘amas¸–Selicean，Paul Pop，WilfriedSteiner. Synthesis of Communication Schedules for TTEthernet-BasedMixed-Criticality Systems. CODES+ISSS’12, October 7–12, 2012, Tampere, Finland.