從光纖入戶到光聯(lián)萬物 加速千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

9月16-18日，第23屆中國光博會在深圳開幕。大會期間召開的“千兆光接入技術發(fā)展論壇”上，中國電信研究院接入網(wǎng)研究中心主任、ETSIISG F5G副主席蔣銘詳細介紹了面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的千兆網(wǎng)絡應用與實踐。

蔣銘指出，以第5代固定通信技術(F5G)為代表的千兆光網(wǎng)憑借其超高帶寬、全光聯(lián)接、極致體驗的特性，驅(qū)動千兆網(wǎng)絡從千兆家庭向千兆社會的方向發(fā)展和延伸，實現(xiàn)“從光纖入戶到光聯(lián)萬物，加速千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。”

工廠網(wǎng)絡需要向融合、開放、靈活演進

隨著，千兆光網(wǎng)、5G、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術的飛速發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進入深入發(fā)展階段。作為新一代信息技術和工業(yè)經(jīng)濟深度融合的應用模式，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的發(fā)展提供了有效的實現(xiàn)途徑，對于支撐制造強國和網(wǎng)絡強國建設，實現(xiàn)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展意義重大。

蔣銘表示，目前傳統(tǒng)的工廠網(wǎng)絡以工業(yè)交換機為主，網(wǎng)絡部署復雜，網(wǎng)絡層級多，網(wǎng)絡擴展性差，網(wǎng)絡管控和維護比較困難。另外，傳統(tǒng)網(wǎng)絡交換機多級組網(wǎng)并堆疊，電能消耗高，增加了工廠用電支出，也不符合“雙碳”的發(fā)展方向。

與此同時，傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡還存在工廠多個子網(wǎng)實施分散，缺乏整網(wǎng)規(guī)劃，數(shù)據(jù)不互通，網(wǎng)絡隨生產(chǎn)線建設，組網(wǎng)技術和協(xié)議高度依賴工業(yè)設備等一系列問題和挑戰(zhàn)。

另外，傳統(tǒng)工廠設備種類多，工廠內(nèi)廣泛使用的工業(yè)以太網(wǎng)交換機，目前還是定制化為主，未能統(tǒng)一標準。者也就意味著工業(yè)協(xié)議多，目前“七國八制”的協(xié)議超過100種，且主要以德日美為代表的國外技術為主，協(xié)議差異性加劇了工廠內(nèi)信息孤島的問題，大量的數(shù)據(jù)都沉在設備下面，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通和有效協(xié)同。

在蔣銘看來，以上種種，表明傳統(tǒng)工廠網(wǎng)絡已經(jīng)無法滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求。面向未來，工廠網(wǎng)絡應向融合、開放、靈活的方向發(fā)展。具體而言，融合需要做到網(wǎng)絡扁平化、數(shù)據(jù)和控制共網(wǎng)傳輸、無線有線協(xié)同;開放應體現(xiàn)在技術、數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)等多個層面;靈活則應包含網(wǎng)絡組網(wǎng)形態(tài)、網(wǎng)絡管理等等。

面向F5G工業(yè)PON構建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全光底座

5G網(wǎng)絡和千兆光網(wǎng)可以為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等垂直行業(yè)賦能，已是業(yè)內(nèi)共識。蔣銘表示，中國電信率先在行業(yè)里提出“工業(yè)PON”，將千兆寬帶引入工業(yè)領域賦能智能制造高質(zhì)量發(fā)展，助力工廠“光進銅退”，提升工業(yè)領域的信息基礎設施能力，構建網(wǎng)絡新基建，促進數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展。

蔣銘介紹，工業(yè)PON具備多項關鍵技術滿足工業(yè)場景的特殊需求。低時延控制技術滿足工業(yè)設備網(wǎng)80%場景，少數(shù)場景中的毫秒或亞毫秒級時延需求也可通過定制化技術解決和滿足;網(wǎng)絡切片能力，可支持工廠生產(chǎn)網(wǎng)、辦公網(wǎng)、安防網(wǎng)的虛擬隔離，實現(xiàn)一網(wǎng)到底承載多類型不同需求業(yè)務;網(wǎng)絡保護與恢復功能特性，助力網(wǎng)絡可靠性，快速自愈;智能運維可用于實現(xiàn)網(wǎng)絡的實時監(jiān)控、自服務;數(shù)據(jù)安全與協(xié)議轉(zhuǎn)換，護航工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸安全，同時解決工業(yè)設備的數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換問題。

談及工業(yè)PON的應用優(yōu)勢，蔣銘表示可以從技術、成本、部署三個層面來看。技術層面主要體現(xiàn)在架構扁平、智能管控。工業(yè)PON技術國產(chǎn)化程度高，產(chǎn)業(yè)鏈較為成熟，具備滿足工業(yè)99.999%高可靠要求的能力，具備抗電磁干擾性能，高可靠保護組網(wǎng)滿足<50ms業(yè)務切換，能夠為工廠提供整網(wǎng)智能管控能力。

成本層面體現(xiàn)在降低能耗和建設運營費用。無源光網(wǎng)絡減低能耗30%，光纖使用壽命長降低車間線纜更換成本30%，智能化的整網(wǎng)運維能力降低傳統(tǒng)運維費用20%。

部署層面體現(xiàn)在節(jié)約空間、方便部署。工業(yè)PON網(wǎng)絡層級扁平節(jié)約弱電空間，抗電磁干擾使得現(xiàn)場布設可共用強電橋架，工業(yè)PON設備性能更強節(jié)約機房空間。

據(jù)悉，工業(yè)PON可應用在工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡中的車間級或者工廠級的網(wǎng)絡位置，也可應用在工廠級網(wǎng)絡的企業(yè)辦公網(wǎng)中，用于承載企業(yè)的管理信息數(shù)據(jù)，并按需將數(shù)據(jù)上傳至網(wǎng)絡骨干節(jié)點。

工業(yè)PON已廣泛應用于多個行業(yè)

蔣銘表示，工業(yè)PON憑借高可靠、低成本、廣適用、易推廣等能力，適用于固定生產(chǎn)設備高可靠連接，辦公設備有線無線統(tǒng)一承載，設備協(xié)同高效作業(yè)，機器視覺質(zhì)測、環(huán)境和設備監(jiān)測等多個典型應用場景。

目前，中國電信工業(yè)PON已經(jīng)能夠廣泛應用于大型機械設備制造、建材制造、電器制造等行業(yè)。

在實際的案例中， 工業(yè)PON實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和協(xié)議轉(zhuǎn)換的能力，通過網(wǎng)絡切片實現(xiàn)工廠多業(yè)務子網(wǎng)高質(zhì)量保障，5G+工業(yè)PON實現(xiàn)雙千兆工廠。

蔣銘表示，“千兆光網(wǎng)+行業(yè)應用+產(chǎn)業(yè)協(xié)同”所形成的千兆光網(wǎng)融合賦能能力，將催生出新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)，助力釋放數(shù)字經(jīng)濟新動能。

(水易)