【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据处理，特别是涉及一种面向5g网络和tsn融合的数据处理系统。
技术介绍
1、数字化、网络化和智能化是工业互联网的三大主要发展趋势，与5g融合有助于工业互联网的加速发展，将5g应用于工业互联网也有助于更好地体现5g的价值。时间敏感网络(time sensitive network，tsn)技术是基于标准以太网架构演进的新一代网络技术，其具有精准的时钟同步能力，确定性业务调度能力，以及智能开放的运维管理架构，可以保证多种业务的共网高质量传输，兼具性能及成本优势。5g+tsn融合技术是未来工业互联网发展的关键技术需求之一。
2、5g+tsn技术的融合部署主要包含tsn over 5g urllc，5g承载网over tsn以及5g作为tsn系统网桥三种技术方向。作为最主要的融合方案，5g网络作为tsn系统网桥是指将5g网络作为tsn在无线网络的拓展，这种扩展的融合网络可以为工业场景带来很多优势，比如由于网络融合的统一管控，可以简化配置和维护，带来更好的垂直融合和模块化。因此，5g+tsn融合部署将是构建未来高质量、安全可靠、智慧化工业互联网网络的重要技术方向，有助于端到端实现工业系统业务的确定性传输，差异化保证业务服务质量。
3、目前，5g+tsn在技术成熟度、标准化和产业化等方面还面临诸多挑战。比如，虽然tsn网络为工业应用提供了毫秒级的确定性低时延服务，但是由于无线信道的时变行为，无线系统中的调度通常比有线系统更复杂，并且蜂窝网络中传统的动态接入方案由于其复杂的“调度请求-调度授权”信令过
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种面向5g网络和tsn融合的数据处理系统，用于解决时延敏感业务传输时延高的技术问题。相比于现有的5g+tsn融合网络架构，本专利技术通过在控制面引入多接入边缘计算编排器，在用户面的tsn交换机中引入gprs隧道协议(gprs tunneling protocol，gtp)报文解析模块，保证了时延敏感业务的低时延、确定时延的同时，也保证非时延业务的5g特性。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种面向5g网络和tsn融合的数据处理系统，包括控制面和用户面；所述控制面用于向所述用户面的网元提供计算、存储和网络资源；所述用户面与所述控制面连接，用于基于所述计算、存储和网络资源在用户面的网元之间传递网络数据包；所述用户面的网元包括5g网络的网元和tsn的网元。
3、于本专利技术一实施例中，所述控制面包括多接入边缘计算主机，所述多接入边缘计算主机包括多接入边缘计算平台、虚拟化基础设施和多接入边缘计算应用。
4、于本专利技术一实施例中，所述控制面包括多接入边缘计算编排器，所述多接入边缘计算编排器与所述多接入边缘计算主机通信连接，用于编排所述多接入边缘计算主机上的多接入边缘计算应用，配置和更新时延敏感业务ip表以及设置整形调度策略。
5、于本专利技术一实施例中，所述多接入边缘计算编排器通过用户界面录入时延敏感业务ip地址组，以配置和更新所述时延敏感业务ip表。
6、于本专利技术一实施例中，所述时延敏感业务ip地址组包括以下三种信息：
7、服务gprs支持节点(serving gprs support node，sgsn)的ip地址组；
8、网关gprs支持节点(gateway gprs support node，ggsn)的ip地址组；
9、gtp隧道标识地址库。
10、于本专利技术一实施例中，所述5g网络的网元包括5g终端、5g基站和用户面功能模块；所述tsn的网元包括tsn交换机和时延敏感业务服务器；
11、所述5g终端通过第一逻辑接口与所述多接入边缘计算主机通信连接，用于基于所述计算、存储和网络资源收发网络数据包；
12、所述5g基站通过第二逻辑接口与所述多接入边缘计算主机通信连接，并通过第一物理接口与所述5g终端连接，用于基于所述计算、存储和网络资源转发所述网络数据包；
13、所述tsn交换机通过第三逻辑接口与所述多接入边缘计算编排器通信连接，并通过第二物理接口与所述5g基站通信连接，用于基于所述时延敏感业务ip表将所述网络数据包分流为时延敏感业务和非时延敏感业务；
14、所述用户面功能模块通过第四逻辑接口与所述多接入边缘计算主机通信连接，并通过第三物理接口与所述tsn交换机通信连接，用于基于所述计算、存储和网络资源将所述非时延敏感业务转发至5g网络；
15、所述时延敏感业务服务器通过第四物理接口与所述tsn交换机通信连接，用于将所述时延敏感业务转发至tsn。
16、于本专利技术一实施例中，所述tsn交换机基于所述整形调度策略指定时延敏感业务的优先级。
17、于本专利技术一实施例中，所述tsn交换机包括gtp解析模块，所述gtp解析模块包括ggsn和sgsn，所述ggsn和所述sgsn之间通过gtp隧道协议实现通信连接。
18、于本专利技术一实施例中，所述gtp解析模块用于基于gtp隧道协议封装网络数据包，以生成gtp数据包；或基于gtp协议解封装gtp数据包，以还原生成网络数据包。
19、于本专利技术一实施例中，所述gtp数据包包括gtp头部信息、原始头部信息和原始数据信息；所述网络数据包包括所述原始头部信息和原始数据信息。
20、如上所述，本专利技术的面向5g网络和tsn融合的数据处理系统，具有以下有益效果：
21、(1)通过在控制面引入多接入边缘计算编排器，在用户面的tsn交换机中引入gtp报文解析模块，保证了时延敏感业务的低时延、确定时延的同时，也保证非时延业务的5g特性；
22、(2)采用多接入边缘计算技术将数据存储和计算功能下移到网络边缘，减少了数据在传输过程中转发、处理的时间，降低了端到端的时延，提高了用户体验速率。
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1.一种面向5G网络和TSN融合的数据处理系统，其特征在于，包括控制面和用户面；
2.根据权利要求1所述的面向5G网络和TSN融合的数据处理系统，其特征在于，所述控制面包括多接入边缘计算主机，所述多接入边缘计算主机包括多接入边缘计算平台、虚拟化基础设施和多接入边缘计算应用。
3.根据权利要求1所述的面向5G网络和TSN融合的数据处理系统，其特征在于，所述控制面包括多接入边缘计算编排器，所述多接入边缘计算编排器与所述多接入边缘计算主机通信连接，用于编排所述多接入边缘计算主机上的多接入边缘计算应用，配置和更新时延敏感业务IP表以及设置整形调度策略。
4.根据权利要求3所述面向5G网络和TSN融合的数据处理系统，其特征在于：所述多接入边缘计算编排器通过用户界面录入时延敏感业务IP地址组，以配置和更新所述时延敏感业务IP表。
5.根据权利要求4所述的面向5G网络和TSN融合的数据处理系统，其特征在于，所述时延敏感业务IP地址组包括以下三种信息：
6.根据权利要求1所述的面向5G网络和TSN融合的数据处理系统，其特征在于，所述5G
7.根据权利要求6所述的面向5G网络和TSN融合的数据处理系统，其特征在于：所述TSN交换机基于所述整形调度策略指定时延敏感业务的优先级。
8.根据权利要求6所述的面向5G网络和TSN融合的数据处理系统，其特征在于，所述TSN交换机包括GTP解析模块，所述GTP解析模块包括GGSN和SGSN，所述GGSN和所述SGSN之间通过GTP隧道协议实现通信连接。
9.根据权利要求8所述的面向5G网络和TSN融合的数据处理系统，其特征在于：所述GTP解析模块用于基于GTP隧道协议封装网络数据包，以生成GTP数据包；或基于GTP协议解封装GTP数据包，以还原生成网络数据包。
10.根据权利要求9所述的面向5G网络和TSN融合的数据处理系统，其特征在于，所述GTP数据包包括GTP头部信息、原始头部信息和原始数据信息；所述网络数据包包括所述原始头部信息和原始数据信息。
...【技术特征摘要】
1.一种面向5g网络和tsn融合的数据处理系统，其特征在于，包括控制面和用户面；
2.根据权利要求1所述的面向5g网络和tsn融合的数据处理系统，其特征在于，所述控制面包括多接入边缘计算主机，所述多接入边缘计算主机包括多接入边缘计算平台、虚拟化基础设施和多接入边缘计算应用。
3.根据权利要求1所述的面向5g网络和tsn融合的数据处理系统，其特征在于，所述控制面包括多接入边缘计算编排器，所述多接入边缘计算编排器与所述多接入边缘计算主机通信连接，用于编排所述多接入边缘计算主机上的多接入边缘计算应用，配置和更新时延敏感业务ip表以及设置整形调度策略。
4.根据权利要求3所述面向5g网络和tsn融合的数据处理系统，其特征在于：所述多接入边缘计算编排器通过用户界面录入时延敏感业务ip地址组，以配置和更新所述时延敏感业务ip表。
5.根据权利要求4所述的面向5g网络和tsn融合的数据处理系统，其特征在于，所述时延敏感业务ip地址组包括以下三种信息：
6.根据权利要求1所述的面向5g网络和tsn融...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱泓艺，李兵奎，
申请(专利权)人：上海宽带技术及应用工程研究中心，
类型：发明
国别省市：
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