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Investigación sobre el problema de planificación de red de dominio cruzado TTP-TSN de baja latencia

Autores: Peng, Yifei; Jiang, Tigang; Tu, Xiaodong; Huang, Bolin; Guo, Zheng; Xu, Du

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Investigación sobre el problema de planificación de red de dominio cruzado TTP-TSN de baja latencia


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Servicios
Arquitecturas de red híbridas
Protocolo de Activación por Tiempo
Redes Sensibles al Tiempo
Latencia
Algoritmo de programación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 51

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Con los servicios volviéndose cada vez más complejos y las escalas de red expandiéndose, las arquitecturas de red híbridas que combinan redes de bus y conmutación mientras soportan transmisiones determinísticas jugarán un papel crucial en las redes del futuro. El Protocolo de Activación por Tiempo (TTP) y la Red de Conectividad Sensible al Tiempo (TSN), como protocolos clave que actualmente garantizan la determinación del tiempo en las redes de bus y conmutación, respectivamente, son de gran importancia para la investigación en arquitecturas de red híbridas y para garantizar la comunicación determinística entre protocolos. En este documento, en primer lugar, analizamos las causas de la latencia en las redes híbridas TTP-TSN. Para reducir la latencia, diseñamos un algoritmo de sincronización de tiempo entre protocolos. Y, basándonos en la sincronización de tiempo en toda la red, construimos un modelo conjunto de programación de baja latencia TTP-TSN, utilizando Programación Lineal Entera (ILP), el cual fue luego resuelto por un solucionador de ILP. Basándonos en este modelo de programación, propusimos un algoritmo heurístico de programación rápida y demostraciones de su planificabilidad y ratio de aproximación. Finalmente, diseñamos sistemas de simulación y prototipos para verificación. Nuestros resultados experimentales demuestran que el algoritmo de sincronización de tiempo propuesto en este documento logra un error de sincronización de no más de 1 us. En comparación con el caso sin aplicar el modelo de programación conjunto, el algoritmo heurístico rápido puede reducir la latencia de extremo a extremo en al menos un 50%, y acortar el tiempo de resolución en miles de veces en comparación con un solucionador de ILP, todo mientras se garantiza la planificabilidad.

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