從光纖入戶到光聯萬物 加速千行百業數字化轉型

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“千兆光接入技術發展論壇”上，中國電信研究院接入網研究中心主任、ETSIISG F5G副主席蔣銘詳細介紹了面向工業互聯網的千兆網絡應用與實踐。

蔣銘指出，以第5代固定通信技術(F5G)為代表的千兆光網憑借其超高帶寬、全光聯接、極致體驗的特性，驅動千兆網絡從千兆家庭向千兆社會的方向發展和延伸，實現“從光纖入戶到光聯萬物，加速千行百業數字化轉型。”

工廠網絡需要向融合、開放、靈活演進

隨著，千兆光網、5G、云計算、大數據、人工智能等技術的飛速發展，工業互聯網進入深入發展階段。作為新一代信息技術和工業經濟深度融合的應用模式，工業互聯網為產業數字化、網絡化、智能化的發展提供了有效的實現途徑，對于支撐制造強國和網絡強國建設，實現經濟高質量發展意義重大。

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

與此同時，傳統工業網絡還存在工廠多個子網實施分散，缺乏整網規劃，數據不互通，網絡隨生產線建設，組網技術和協議高度依賴工業設備等一系列問題和挑戰。

另外，傳統工廠設備種類多，工廠內廣泛使用的工業以太網交換機，目前還是定制化為主，未能統一標準。者也就意味著工業協議多，目前“七國八制”的協議超過100種，且主要以德日美為代表的國外技術為主，協議差異性加劇了工廠內信息孤島的問題，大量的數據都沉在設備下面，無法實現數據互通和有效協同。

在蔣銘看來，以上種種，表明傳統工廠網絡已經無法滿足工業互聯網的發展需求。面向未來，工廠網絡應向融合、開放、靈活的方向發展。具體而言，融合需要做到網絡扁平化、數據和控制共網傳輸、無線有線協同;開放應體現在技術、數據、產業等多個層面;靈活則應包含網絡組網形態、網絡管理等等。

面向F5G工業PON構建工業互聯網全光底座

5G網絡和千兆光網可以為工業互聯網等垂直行業賦能，已是業內共識。蔣銘表示，中國電信率先在行業里提出“工業PON”，將千兆寬帶引入工業領域賦能智能制造高質量發展，助力工廠“光進銅退”，提升工業領域的信息基礎設施能力，構建網絡新基建，促進數字經濟的發展。

蔣銘介紹，工業PON具備多項關鍵技術滿足工業場景的特殊需求。低時延控制技術滿足工業設備網80%場景，少數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;網絡切片能力，可支持工廠生產網、辦公網、安防網的虛擬隔離，實現一網到底承載多類型不同需求業務;網絡保護與恢復功能特性，助力網絡可靠性，快速自愈;智能運維可用于實現網絡的實時監控、自服務;數據安全與協議轉換，護航工業數據傳輸安全，同時解決工業設備的數據協議轉換問題。

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

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

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

據悉，工業PON可應用在工業生產網絡中的車間級或者工廠級的網絡位置，也可應用在工廠級網絡的企業辦公網中，用于承載企業的管理信息數據，并按需將數據上傳至網絡骨干節點。

工業PON已廣泛應用于多個行業

蔣銘表示，工業PON憑借高可靠、低成本、廣適用、易推廣等能力，適用于固定生產設備高可靠連接，辦公設備有線無線統一承載，設備協同高效作業，機器視覺質測、環境和設備監測等多個典型應用場景。

目前，中國電信工業PON已經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。

在實際的案例中， 工業PON實現數據采集和協議轉換的能力，通過網絡切片實現工廠多業務子網高質量保障，5G+工業PON實現雙千兆工廠。

蔣銘表示，“千兆光網+行業應用+產業協同”所形成的千兆光網融合賦能能力，將催生出新業態、新模式、新產業，助力釋放數字經濟新動能。

(水易)