TTE和TSN是目前实现确定性以太网交换的两种主要途径。由于TTE技术研究较早，SAE AS6802标准在IEEE 802.1 TSN工作组成立之前就已经发布，因此在高端装备（如航空航天、智能汽车等）研制领域，TTE成为确定性以太网交换的首选方案。随着TSN标准规范的日渐成熟完善，相关芯片、软件和整体解决方案不断完善，能否在高端装备制造领域中使用标准TSN技术取代TTE已经成为令人关注的问题。
对于标准以太网，TTE和TSN在时间同步、可靠性和转发延时保证等方面都进行了增强。转发交换的延时保证机制是确定性交换的核心。TTE和TSN在延时保证方面不同的实现机制，反映了TTE和TSN具有不同的设计哲学。而设计哲学的差异可能预示了两种技术不同的发展前景。
一、设计哲学差异
以太网自1973年发明，是计算机网络50年发展史中可与IP相媲美的最为成功的技术之一。TTE和TSN都是架构在标准以太网上的确定性交换技术，但TSN必将成为根正苗红的“以太网2.0”,而TTE只有以太网的“形”，缺少以太网的“神”，随着TSN技术的发展，必将被淘汰。
图1是TTE实现机制（出自TTTech研究人员撰写的论文[1]）和TSN802.1Qch定义的CQF机制在确定性交换实现机制方面的比较。
图1确定性交换实现机制比较（a）TTE （b）TSN的CQF机制
对于TTE交换机，输入接口收到TT分组后，会查找接收调度表，对比分组接收时间是否落在合法的接收窗口（w）内，如果在窗口内，则会得到一个分组缓冲区地址，将分组写入RAM中的缓冲区。否则丢弃分组；在每个输出接口，发送调度表中会配置RAM中每个分组的发送时间（T），当发送时间到达时，输出调度器从相应的buf中读取分组发送。接收调度表和发送调度表都是离线计算得到，分组转发模型实际上是由接收和发送调度表控制的对RAM的读写操作。显然，接收和发送调度表的规模以及RAM中缓冲区的个数都与TT流量的特性和负载相关。
对于支持CQF的TSN交换机，每个交换机内部只需两个按照乒乓队列Q1和Q2，时间轴被简单的划分为奇数时槽S1和偶数时槽S2。输入接口在奇数时槽S1接收的分组进入队列Q1，在偶数时槽接收的分组进入队列Q2。输出接口调度的整型机制也十分简单，S1时槽只能调度Q2中的分组，S2时槽只能调度Q1中的分组。显然，当时槽宽度为d时，如果交换机保证S1时槽接收的分组（进入Q1）在下一个S2时槽发送，而S2时槽接收的分组（进入Q2）在下一个S1时槽发送，那么分组在交换机中延时上界为2d，下界为0。分组在经过K个这样的交换机时，延时的上限为(K+1) *d，下限为(K-1) *d。
上述分析可知，TTE和TSN在实现上有一些明显差异，如下表所示。
上述对比可见，TTE在设计时并没有利用到作为网络分组交换基础的排队论，没有用队列对应用相关信息进行分类聚合，因此实现复杂度较高。或者说，TTE只用到了IEEE 802.3以太网的MAC层规范，而与IEEE 802.1定义的网桥实现机制无关。因此TTE交换机设计没有相应的规范可借鉴（这也是多数人认为TTE是TTTech“私有技术”的原因）。
与TTE不同，TSN交换的核心机制本身就是IEEE 802.1工作组制定的，是对802.1Q网桥协议的扩充和增强。TSN更加强调针对不同TSN应用场景对输出调度整型机制的扩充。因此TSN在转发交换方面的所有工作都考虑与现有的以太网交换前向兼容，可看作“以太网2.0”。
从另一个角度看，TTE是从分布式系统设计角度提出的，而TSN是从网络角度提出的两种不同的解决方案。一旦技术落地需要在交换芯片中实现，毫无疑问后者更具有优势。
二、发展前景预测
我们认为，未来5-10年TSN将会取代TTE，成为高端装备制造领域主流的交换网络方案。主要原因如下。
一是与TSN相比，TTE的优势在于时间同步。与IEEE 1588定义的PTP协议不同，TTE的时间同步不需要单一的主时钟源（GrandMaster），是一种全分布的高可靠时间同步机制，支持多种故障模型。然而时间同步机制在交换实现中相对独立。既然当前TSN可以针对不同场景定义了不同的输出机制（基于信用/时间感知/异步等），TSN也可以扩充支持多种时间同步机制，如需要外部时钟源的时间同步机制（IEEE 1588）不需要外部时钟源的内部同步机制（AS6802）；
二是TSN交换实现机制前向兼容目前标准以太网的交换机制。在现有以太网交换芯片绝大多数逻辑保持不变情况下，只需增加时间同步和输出接口整型逻辑即可支持TSN交换，因此容易被工业界接收；
此外，除了高端装备制造领域外，TSN还会在工业互联网、5G前传网络中得到应用。特别是TSN将作为工业互联网基础设施重要组成部分被大力推广，IEC/IEEE也正在联合定义工业智能制造中TSN的应用场景。未来市场更大，熟悉TSN的人才更多将是促进TSN技术发展的最根本的推动力。
参考文献：
[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.
