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1. 引言 (Introduction)

Deterministic Networking (DetNet) [RFC8557] 提供了一种能力, 可在一个网络域内为实时应用承载指定的单播或组播数据流, 并实现极低的数据丢失率和有界延迟. 可使用的技术包括: (1) 在流路径上的部分或全部中间节点中, 为单个或聚合的 DetNet flows 预留数据平面资源; (2) 为 DetNet flows 提供不会随网络拓扑立即变化的显式路由; (3) 在时间和/或空间上分散 DetNet flow packets, 例如使用不同频率或非共享风险链路, 以便即使某条路径不可用, 也能确保每个 packet 被交付.

DetNet 运行在 IP layer, 通常通过有线 lower-layer technologies 提供服务, 例如 IEEE 802.1 和 IEEE 802.3 定义的 Time-Sensitive Networking (TSN).

Reliable and Available Wireless (RAW) architecture [RFC9912] 扩展了 DetNet architecture [RFC8655], 通过优化 diversity 和 multipathing 的使用, 适配 wireless medium 的特定挑战, 尤其是间歇性有损连接. [RFC9912] 定义了本文档使用的 reliability 和 availability 概念. 本文档继而介绍具备 time synchronization 和 transmission scheduling 等能力的 wireless technologies, 这些能力可使 RAW operations 在此类介质上成为可能. 本文档研究的技术是在 RAW Working Group (WG) 组建期间由 charter 识别的, 并由 DetNet 继承, 当时该 WG 接手了 RAW 相关工作.

由于 radio transmission loss 的成因众多, 并且这些损失会叠加 congestion loss 以及过度订阅共享资源造成的延迟, 因此让无线网络可靠且可用比有线网络更具挑战.

与 DetNet 类似, RAW 需要并利用 lower-layer capabilities, 例如 time synchronization 和 traffic shapers. 为抵消 radio transmission loss 的不利影响, RAW 利用额外的 lower-layer capabilities, 其中一些可能是无线特有的, 或至少更典型地应用于无线. 这类 lower-layer techniques 包括:

  • per-hop retransmissions, 也称为 Automatic Repeat Request (ARQ).

  • Modulation and Coding Scheme (MCS) 的变化.

  • short-range broadcast.

  • Multi-User - Multiple Input Multiple Output (MU-MIMO).

  • constructive interference.

  • overhearing, 即调度多个接收方接收同一次传输, 从而同时节省发送方能量和频谱.

这些能力可以由 lower layer 提供, 并可由 RAW 单独或组合控制.

RAW 定义了一个 network-layer control loop, 在保持预期连接属性, 通常是 reliability 和 latency, 的同时, 优化受限频谱和能量链路的使用. 该 control loop 包括通过 Operations, Administration, and Maintenance (OAM) 进行通信监测; 通过 Path Computation Element (PCE) 和运行时分布式 Path Selection Engine (PSE) 进行路径控制; 以及扩展的 Packet Replication, Elimination, and Ordering Functions (PREOF).

本文档调研适合提供 RAW service 的短距离和中距离 radio technologies, 展示 RAW 可能利用的特征, 并探讨这些技术承载 deterministic flows 的适用性. 所研究的技术包括 Wi-Fi 6/7, Time-Slotted Channel Hopping (TSCH), 3GPP 5G, 以及 L-band Digital Aeronautical Communications System (LDACS). 本文档的目的是支持并促进 IETF 中围绕这些技术, 以及可能的其他类似兼容技术, 开展工作, 特别是在 DetNet Working Group 中开展 RAW 相关工作.

本文档调研现有 networking technology; 它不定义协议行为或运行实践. 本文档引用的 IETF specifications 各自提供其 security considerations, lower-layer technologies 也在 Layer 2 提供自身安全能力; 对这些技术进行安全性研究明确不在本文档范围内.

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