淺談5G時效性網路（TSN）的技術和應用領域
時效性網路、感時網路（Time Sensitive Network, TSN）為5G在工商業關注的發展項目，藉由5G低延遲的特性，減少傳感器回應時間的誤差，此一特性對於需要即時傳輸的訊號、指令、影像非常重要，才能遠端即時監控和遙控。TSN也帶動了機器人、遠端醫療、工業自動化、自駕車等技術突破，藉由更少的誤差來實現更準確、更安全的5G服務。
TSN技術特色探討
早期3G、4G世代，從行動上網演進到物聯網，但到了5G世代，需要藉由大頻寬、低延遲、大量連線的無線網路，才能讓成千上萬個聯網裝置分毫不差準確運作。TSN的核心為URLLC（Ultra-reliable Low-latency Communication，極可靠低延遲通訊），藉由低延遲來達成時間高度同步，並以封包傳輸資源調度、減少回應時間，實現高度可靠性。
資料來源： (Varga, Farkas, Miklós, & Sachs, 2020)
圖1：TSN特色整理
TSN應用領域探討
隨著5G技術逐漸落地，TSN也在工業4.0扮演關鍵角色，在工廠自動化領域中，除了藉由低延遲讓聯網裝置運作步調高度一致，也可以藉由時間排程機制，收發封包中的指令和資料，減少資料和訊號的交互干擾、增加線路的流暢度和純度。
例如5G智慧化工廠，除了可遠端控制以外，廠區內中樞閘道器，藉由串接PLC可程式化羅邏輯控制器、環控感測器、機器人控制器等聯網裝置，與遠端伺服器建立聯繫；藉由TSN的協助，廠區內的機器手臂可以精準的排列、分揀產品，並與AGV（無人軌道搬運車）相互搭配，提升產品交付速度；同時，TSN也能藉由廠區環控感測器來蒐集電力、溫度、有害物質等環境數據，及時回傳到中樞伺服器，工廠營運團隊可依照回傳資訊，做出及時的判斷和得宜的處置促施，保障廠區安全。
資料來源： (Varis & Leyrer, 2020)
圖2：TSN運用場域，以智慧工廠為例
小結
TSN為行動網路技術一大突破，解決了物聯網早期面臨的封包傳輸和效能瓶頸，並可藉由更大的頻寬、更多的裝置連結，讓更多聯網裝置獲得低延遲的服務；而TSN的低延遲可讓機器人更精準地進行遠端手術，並且可及時回傳病患穿戴裝置和醫療監控裝置回傳的大量及時性資訊。
另一方面，未來TSN也能整合遠端維護，例如數位孿生（Digital Twins），可用於廠區、交通工具的保養，除了藉由感應裝置回傳的訊息，得知零件運作或耗損狀況，進行及時診斷和預防性養護外，也能進一步減少傳輸延遲對裝置本身和操作者的長遠不利影響。
參考來源：
- Varga, B., Farkas, J., Miklós, G., & Sachs, J. (2020, January 25). Integration of 5G and TSN. Retrieved from ITU: https://www.itu.int/en/ITU-T/Workshops-and-Seminars/202001/Documents/3_JanosFarkas_BalazsVargas.pdf
- Varis, P., & Leyrer, T. (2020, April). Time-sensitive networking. Retrieved from Texas Instruments: https://www.ti.com/lit/wp/spry316b/spry316b.pdf