前言
智慧交通是光路科技的核心行业战略之一。自2022年以来，光路科技推出了满足“确定性传输”、“低延时”和“高可靠”需求的TSN时钟敏感网络交换机产品服务，致力于为智慧交通网络通信打造高效、高速和高标准的稳定系统。
在智慧交通系统应用中，路侧单元RSU采用了C-V2X标准。该标准是3GPP全球统一的通信技术标准，是一种基于4G/5G蜂窝网络通信技术演进形成的车用无线通信技术，包括LTE-V2X和5G-V2X。随着该标准在2017年正式确立并得到我国政府的明确支持，我国在智慧高速建设应用中取得了积极推动。RSU支持低时延的V2X数据广播，面向车联网的V2V和车路协同的V2I协作，进一步提升了道路交通效率和道路交通安全。
TSN交换机在智慧交通的应用
一、TSN工业交换机的PTP功能支撑
光路科技的FR-TSN3412系列工业交换机在智慧交通领域得到广泛应用。通过其PTP功能，TSN交换机能够与交通系统的时钟服务器进行通信，实现网络侧和路侧感知设备之间的时钟同步。它可以标记路侧RSU和未来OBU的数量、通信时间、信息、摄像机智能识别业务、毫米波雷达和激光雷达的流量信息，并根据交通业务的优先级进行统一的转发。
在智慧交通系统的网络侧使用TSN交换机FR-TSN3412，可以将整个系统的网络报文转发延迟提高到纳秒级，从而为后续的多业务混合转发情况下的流量调度提供更灵活的策略控制。
方案一：
作为路侧网络设备，FR-TSN交换机汇聚了传输单元、测控单元和传感单元的数据。通过全网时钟服务器进行统一报文时间戳对时，实时地将RSU路侧单元的v2l数据和传感数据等进行交互转发。此外，FR-TSN交换机还能将OBU单元所需的交互报文的传输抖动和时延降到最低。
方案二：
TSN交换机作为区域云下联区域有线专网设备进行设计，通过路段的下联TSN交换机进行工业环网设计。同时，通过TSN交换机的边界时钟BC模式，将区域全网及OBU单元业务报文进行统一精度，以确保网络的稳定性。
二、TSN工业交换机的流量调度功能支撑
正如前面所提到的，无论采用哪种组网连接方案，对于以太网通信来说，特别是在智慧高速的车路协同系统中，车端、路端、人端、应用中心端都需要交互大量的业务报文。交换机作为承载路端核心单元业务、处理大量突发报文的枢纽，其重要性不言而喻。
当同一时刻进入到交换机网络中需要传输的流量超过网络总带宽时，由于带宽不足，就会产生网络阻塞的情况。
如上图所示，以太网交换机的缓存是有限的。当前端所有的接入端设备同时往一个上行端口或者设备转发交互大量的突发报文时，会造成流量拥塞，最终导致数据丢包。在智慧交通应用等工业应用场景中，丢包的成本非常高，因为一些重要的数据丢包可能导致重传机制，过多的重传势必增加数据的延时，进一步造成网络负荷的加重。这种情况往往会极大地降低网络的性能，导致一些不稳定的情况发生。
减少网络拥塞最简单的方式是升级工业交换机端口的带宽，提高端口运载能力。但是这样一来，将会导致前端设备的成本上升。光路科技FR-TSN3412系列工业交换机支持多种流量调度机制，可以在网络拥塞发生的时候，通过流量整形和调度来为关键的流量提供带宽的保障和延时保障。
三、FR-TSN3412系列工业交换机
FR-TSN3412是深圳市光路在线科技有限公司推出的全新一代工业以太网交换机产品。TSN交换机不仅能解决多节点网络的不一致问题，还为标准以太网增加了确定性和可靠性，以确保以太网能够为关键数据的传输提供稳定一致的服务级别。目前，FR-TSN3412支持的时间敏感网络基础协议包括：IEEE 802.1AS、IEEE 802.1Qbv、IEEE 802.1Qci、IEEE 802.1CB和IEEE 802.1Qbu等。
TSN交换机结合了新一代的技术，引导和开发低延迟、低抖动，并具有传输时间确定性的以太网局域网，是传统以太网在汽车等特定应用环境下的增强功能实现。它还可以为需要保持始终连接的关键设备提供冗余机制。此外，作为工业级交换机，FR-TSN3412可以在标准工作温度范围-40℃-85℃下工作，具有IP40防护等级，因此是恶劣环境的完美选择，如工业网络、智能交通系统（ITS），也适用于许多军事和公用事业市场应用，其环境条件超过商业产品规格。
总结
TSN技术已经在智能交通系统中展现出巨大的潜力，特别是在支持低时延、高可靠性的需求下。光路科技研发的TSN交换机在智慧交通领域的应用为实现高效、高速、高标准的智能交通系统提供了重要支持。它通过PTP功能实现了网络侧和路侧设备之间的时钟同步，减少传输抖动和时延，提高了交通网络报文转发的效率。此外，FR-TSN3412系列交换机的流量调度功能有助于降低网络拥塞，提供带宽和延时保障，确保关键数据的传输。综合而言，TSN技术的应用为智能交通系统的发展带来了更高的效率和稳定性。
