互联网技术与5G技术的快速发展,极大地改变了人们的生活和工作方式。移动网络的组成主要包括无线接入、前传网络、中传网络、回传网络、核心网以及云数据中心部分。移动前传网络是连接远端射频单元（Remote Radio Unit,RRU）和分布单元（Distributed Unit,DU）的网络。由于CPRI（Common Public Radio Interface）接口的高数据速率要求,使得移动前传网络遭遇传输容量瓶颈问题,而光前传网络存在统计复用能力差,带宽利用率低,网络成本高的问题。时间敏感网络（Time-Sensitive Networking,TSN）是一系列增强以太网功能的技术和标准,帧复制与消除可靠性机制（Frame Replication and Elimination for Reliability,FRER）是TSN中保证高可靠性的主要技术之一。该机制使用两条不相交路径传输复制帧并在目的节点消除冗余帧,从而提高关键数据流的服务可靠性。但传统的FRER机制在源和目的节点进行帧的复制和冗余帧的消除,给前传网络带来不必要的带宽消耗。同时FRER机制并不是总能在源和目的节点间轻易找到两条完全不相交的转发路径,且它通过最小跳数选择转发路径时未考虑链路属性。为了解决FRER机制的帧复制与消除节点优化选取问题,提出了一种基于遗传算法（Genetic Algorithm,GA）的帧复制与消除节点优化选取的FRER机制（FRER based on Node Optimizing Selection,FRER-NOS）。FRER-NOS机制综合考虑节点的位置和属性信息,包括节点的接近度、度中心性及负载率,将其作为帧复制和消除节点选取的指标。然后根据这些指标将节点选取问题转化成多目标优化问题,并采用遗传算法对节点的适应度进行计算和排序,实现节点的优化选取。仿真结果表明:与最短路径SP机制相比,FRER-NOS机制的路径可靠性平均提高了2.25%;与标准的FRER（802.1CB）机制相比,FRER-NOS机制的带宽消耗比平均降低了6.64%。为了解决FRER优化路径的计算问题,提出了一种基于多级P圈级联的FRER机制（FRER based on Multiple Cascaded Preconfigured Cycles,FRER-MPC）。FRER-MPC机制考虑链路的属性信息,包括链路可靠性、链路负载以及链路中心性,并以此构建链路优先级模型以选择一条工作路径。然后利用多级P圈（Preconfigured Cycles）级联的方法计算一条冗余路径,并对包含共享链路的P圈进行了合并以减少带宽消耗。最后选取了两条路径的公共节点作为执行帧复制与消除功能的FRER节点。仿真结果表明:与传统的FRER机制和最短路径SP机制相比,FRER-MPC机制（P圈跳数为3）的路径可靠性平均分别提高了2.03%和3.50%;FRER-MPC机制（P圈跳数为3）的平均帧时延抖动比FRER-MPC机制（P圈跳数为4）平均降低了18.16%。综上所述,论文从FRER机制的帧复制和消除节点的选取以及两条优化路径的计算两个角度分别提出了FRER-NOS机制和FRER-MPC机制,有效提高了基于TSN的移动前传网络的路径可靠性,减少了额外带宽消耗,为移动前传网络可靠性设计提供了技术方案。