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최근 수정 시각 : 2025-08-28 18:51:45

Time-Sensitive Networking

1. 개요

TSN(Time-Sensitive Networking)은 이더넷에서 지연 상한(bounded latency), 낮은 지터, 혼잡 손실 최소화 등을 보장하기 위한 IEEE 802.1 표준군의 총칭이다. TSN의 목표는 “IEEE 802 네트워크 전반에서 결정적(deterministic) 연결성”을 제공하는 것으로, 기존 AVB 작업반이 2012년에 TSN으로 확대 개편되며 정립되었다.[1][2]

2. 역사 및 표준화 경과

3. 용어·개념

4. 핵심 구성 요소

5. 프로파일(분야별 가이드)

6. 동작 원리

7. 예시: TAS 사이클 타임라인

다음은 100 μs 사이클에서 Class A(20 μs), Class B(20 μs), Best-Effort(60 μs)를 배정한 802.1Qbv 게이트 스케줄 예시이다.

time ---> |----20us A----|----20us B----|-----------60us Best Effort-----------| (반복)

Gate(A):  [    OPEN       ][  CLOSED   ][                CLOSED                ]
Gate(B):  [   CLOSED      ][   OPEN    ][                CLOSED                ]
Gate(BE): [   CLOSED      ][  CLOSED   ][                 OPEN                 ]

프리엠션(802.1Qbu/802.3br) 예:
BE 프레임(1500B) 전송 중  ↑ 시점에 A 윈도가 열리면,
BE 프레임은 pMAC로 분절되어 중단되고, eMAC의 A-프레임이 즉시 송신됨.
중단된 BE 프레임은 윈도 종료 후 재개(가드밴드 단축).

[36][37][38]

8. 지연 예산 예시

아래 값은 설계 감(예시)를 보여주기 위한 것으로, 실제 네트워크에선 프레임 길이/사이클/가드밴드/하드웨어 특성에 따라 달라진다.
구성가정결과(대략)
TAS(Qbv) 3홉 @ 1GbE사이클 100 μs, MTU 1,522B(직렬화 12.176 μs/홉), 게이트 정렬 대기 ≤ 1사이클게이트대기 ≤ 100 μs + 직렬화 12.176×3 ≈ 136.5 μs
CQF(Qch) 3홉 @ 1GbE사이클 50 μs(더 촘촘), 더블버퍼 전송(홉×사이클) 3×50 = 150 μs (+ 몇 μs 처리 여유)
프리엠션 효과대형 BE 프레임 블로킹 제거저우선 블로킹 감소 → 상위 클래스 지연 산정치 ↓
[39][40]

9. CUC/CNC 구성 절차

802.1Qcc는 Centralized User Configuration(CUC)과 Centralized Network Configuration(CNC)의 역할을 나눠 스트림 요구사항 수집과 네트워크 자원 할당을 분리한다.

[Talker/Listener] --(요구: 주기, 대역, 지연상한)--> [CUC]
      |                                           |
      '-----------------(YANG/NETCONF 등)-------->|
                                                  v
                                              [CNC]
                         (토폴로지/경로계산/예약: Qcc + Qca)
                                                  |
                                        구성/예약 푸시
                                                  v
                                  [브리지/End Station]
                         (LRP(802.1CS)·SRP 상태 복제/검증)

10. 802.1Qbv vs 802.1Qcr(ATS)

항목802.1Qbv(TAS)802.1Qcr(ATS)
시간 동기 의존필수(802.1AS 기반 사이클/게이트)불필요(비동기 셰이핑)
트래픽 성격주기/윈도우형 예약 송신에 최적범용 스트림에 최대 지연 보장 적용
파라미터화포트별 게이트 스케줄·가드밴드스트림별 토큰/버킷·이그레스 미터링
장점지터 최소·정밀한 지연 상한동기 인프라 부담↓·동적 변화 대응 용이
주의스케줄 설계/변경 복잡도 높음파라미터 튜닝·상호작용 분석 필요
[44][45][46]

11. 설계·엔지니어링 가이드

12. 적용 분야

13. IETF DetNet과의 관계

L3 구간까지 결정적 전달을 확장하는 IETF DetNet은 TSN의 L2 메커니즘과 연계되어, TSN 세그먼트 간을 MPLS 기반으로 연결하는 데이터플레인이 정의되어 있다(예: RFC 9024). 또한 다양한 큐잉 방식에 대한 종단간 지연/백로그 경계 계산 방법(RFC 9320)도 제공한다.[60][61]

14. 구현·생태계

15. 사례적 특징

16. 한계·주의

17. 관련 문서

* Audio Video Bridging / 오토모티브 이더넷 / 산업 이더넷 / 정밀 시각 동기화 / OPC UA / Deterministic Networking

18. 각주

[1] TSN TG 개요·목표. https://www.ieee802.org/1/pages/tsn.html[2] TSN TG 공식 사이트. https://1.ieee802.org/tsn/[3] https://1.ieee802.org/tsn/[4] https://www.ieee802.org/1/pages/tsn.html[5] 802.1Qbv 소개 페이지. https://www.ieee802.org/1/pages/802.1bv.html[6] 802.1CB. https://standards.ieee.org/ieee/802.1CB/5703/[7] 802.1AS-2020. https://standards.ieee.org/ieee/802.1AS/7121/[8] 802.1Qcr-2020. https://standards.ieee.org/ieee/802.1Qcr/7420/[9] TSN TG 최근 현황(ASdm, Qdj, Qdx 등). https://1.ieee802.org/tsn/[10] 802.1DG-2025 발행(2025-06-06). https://standards.ieee.org/ieee/802.1DG/7480/[11] Qav·도구 선택 백서 일부. https://www.ieee802.org/1/files/public/docs2012/Qbv-pannell-draft-5C-0112-v03.pdf[12] 802.1AS-2020. https://standards.ieee.org/ieee/802.1AS/7121/[13] 같은 문헌. https://standards.ieee.org/ieee/802.1AS/7121/[14] 802.1Qbv 요약. https://www.ieee802.org/1/pages/802.1bv.html[15] Qbv 개념 튜토리얼. https://inet.omnetpp.org/docs/showcases/tsn/trafficshaping/timeawareshaper/doc/index.html[16] Linux tc-cbs 매뉴얼이 설명하는 802.1Q-2014 CBS. https://man7.org/linux/man-pages/man8/tc-cbs.8.html[17] 802.1Qch 개요. https://1.ieee802.org/tsn/802-1qch/[18] CQF 설명(지연은 홉×사이클). https://www.net.in.tum.de/fileadmin/bibtex/publications/theses/wiedner2022_cyclic_tsn.pdf[19] P802.1Qcr 프로젝트 페이지. https://1.ieee802.org/tsn/802-1qcr/[20] ATS 특징(“동기 불필요, 최대 지연 보장” 등). https://standards.ieee.org/wp-content/uploads/2023/10/4-asynchronous-traffic-shaper.pdf[21] 802.1Qbu 페이지. https://www.ieee802.org/1/pages/802.1bu.html[22] 802.3br 튜토리얼 슬라이드. https://www.ieee802.org/3/br/public/Tutorial2_Berlin/8023-IET-TF-1501-Winkel-Tutorial-20150115_r06.pdf[23] 802.1CB. https://standards.ieee.org/ieee/802.1CB/5703/[24] 802.1Qci 개요. https://1.ieee802.org/tsn/802-1qci/[25] 802.1AE(MACsec). https://standards.ieee.org/ieee/802.1AE/7154/[26] 802.1Qcc 표준 페이지(“CUC/CNC 관계·YANG 인터페이스”). https://standards.ieee.org/ieee/802.1Qcc/5784/[27] 802.1Qca 표준 페이지. https://standards.ieee.org/ieee/802.1Qca/5557/[28] 802.1CS-2020. https://standards.ieee.org/ieee/802.1CS/10125/[29] https://standards.ieee.org/ieee/802.1BA/10547/[30] https://standards.ieee.org/ieee/802.1CM/6236/[31] https://standards.ieee.org/ieee/802.1DG/7480/[32] TSN TG 사이트에도 게시 상태 명시. https://1.ieee802.org/tsn/802-1dg/[33] 60802 프로젝트·현황(D3.4/SA ballot). https://1.ieee802.org/tsn/iec-ieee-60802/[34] TSN 개요·도구 묶음. https://www.ieee802.org/1/pages/tsn.html[35] YANG 목록. https://1.ieee802.org/yang-modules/[36] Qbv 개념·게이트 스케줄링. https://www.ieee802.org/1/pages/802.1bv.html[37] 프리엠션 개요. https://www.ieee802.org/1/pages/802.1bu.html[38] 802.3br 튜토리얼. https://www.ieee802.org/3/br/public/Tutorial2_Berlin/8023-IET-TF-1501-Winkel-Tutorial-20150115_r06.pdf[39] CQF의 지연은 주로 "홉 수×사이클"에 의해 결정. https://1.ieee802.org/tsn/802-1qch/[40] TUM 보고서(“bounded latencies depend on hop & cycle”). https://www.net.in.tum.de/fileadmin/bibtex/publications/theses/wiedner2022_cyclic_tsn.pdf[41] 802.1Qcc 표준 페이지(“CUC/CNC 관계·YANG”). https://standards.ieee.org/ieee/802.1Qcc/5784/[42] 802.1CS(LRP). https://standards.ieee.org/ieee/802.1CS/10125/[43] 802.1Qca(명시적 경로). https://standards.ieee.org/ieee/802.1Qca/5557/[44] Qbv 개요(AS 기반). https://www.ieee802.org/1/pages/802.1bv.html[45] ATS 자료(“동기 불필요·최대 지연 보장”). https://standards.ieee.org/wp-content/uploads/2023/10/4-asynchronous-traffic-shaper.pdf[46] Qcr 프로젝트 페이지. https://1.ieee802.org/tsn/802-1qcr/[47] Qch 개요. https://1.ieee802.org/tsn/802-1qch/[48] ATS 개요. https://standards.ieee.org/wp-content/uploads/2023/10/4-asynchronous-traffic-shaper.pdf[49] 802.1Qbu. https://www.ieee802.org/1/pages/802.1bu.html[50] 802.3br 튜토리얼. 위 각주[51] 802.1Qcc. https://standards.ieee.org/ieee/802.1Qcc/5784/[52] TSN TG 최근 항목(ASdm/Qdj/Qdx). https://1.ieee802.org/tsn/[53] 802.1AE. https://standards.ieee.org/ieee/802.1AE/7154/[54] 802.1Qci. https://1.ieee802.org/tsn/802-1qci/[55] tc-taprio 매뉴얼. https://man7.org/linux/man-pages/man8/tc-taprio.8.html[56] tc-cbs 매뉴얼. https://man7.org/linux/man-pages/man8/tc-cbs.8.html[57] OPC Foundation 글. https://opcconnect.opcfoundation.org/2017/12/opc-ua-over-tsn-a-new-frontier-in-ethernet-communications/[58] 802.1DG-2025. https://standards.ieee.org/ieee/802.1DG/7480/[59] 802.1CM. https://standards.ieee.org/ieee/802.1CM/6236/[60] RFC 9024(“TSN over MPLS”). https://datatracker.ietf.org/doc/rfc9024/[61] RFC 9320(지연 경계 방법론). https://datatracker.ietf.org/doc/rfc9320/[62] Avnu 보도(“세계 최초 TSN 컴포넌트 인증”). https://avnu.org/news/worlds-first-tsn-component-certification-program-from-avnu-alliance-delivers-interoperability-within-converged-networks/[63] 프로그램 설명(커버 범위). https://avnu.org/component-certification-program/[64] tc-taprio. https://man7.org/linux/man-pages/man8/tc-taprio.8.html[65] tc-cbs. https://man7.org/linux/man-pages/man8/tc-cbs.8.html[66] TSN 웹 세미나·툴셋 설명. https://engagestandards.ieee.org/TSN-Webinar-Series.html[67] 802.1DG·60802 각주 참조[68] Avnu 보도자료. https://avnu.org/news/worlds-first-tsn-component-certification-program-from-avnu-alliance-delivers-interoperability-within-converged-networks/[69] ATS 개요 슬라이드. https://standards.ieee.org/wp-content/uploads/2023/10/4-asynchronous-traffic-shaper.pdf[70] 802.1AE. https://standards.ieee.org/ieee/802.1AE/7154/[71] 802.1Qci. https://1.ieee802.org/tsn/802-1qci/




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