技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、生態(tài)日漸成熟，加速工業(yè)PON“一網(wǎng)到底”愿景實(shí)現(xiàn)

6月21日消息（水易）隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來，智能制造變得日益重要。工業(yè)PON（無源光網(wǎng)絡(luò)）傳輸技術(shù)作為一種創(chuàng)新的通信解決方案，正逐漸成為推動(dòng)智能制造發(fā)展的重要力量，推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

工業(yè)PON技術(shù)，基于傳統(tǒng)PON技術(shù)，專為滿足工業(yè)環(huán)境的高可靠性和耐用性需求而設(shè)計(jì)。它通過使用光纖網(wǎng)絡(luò)，提供高速度和大容量的數(shù)據(jù)傳輸能力，尤其適用于數(shù)據(jù)密集型的工業(yè)應(yīng)用。盡管工業(yè)PON技術(shù)具有諸多優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨挑戰(zhàn)，如網(wǎng)絡(luò)安全問題、與現(xiàn)有工業(yè)系統(tǒng)的兼容性等。

在此背景下，6月20日，由CIOE、C114與中國電信股份有限公司研究院共同合作主辦的“工業(yè)PON技術(shù)研討會(huì)”。邀請(qǐng)標(biāo)準(zhǔn)化組織、高校、運(yùn)營商、設(shè)備商、工業(yè)企業(yè)等產(chǎn)學(xué)研用專家代表，圍繞工業(yè)PON技術(shù)最新發(fā)展和方案落地應(yīng)用等熱點(diǎn)話題進(jìn)行了深入探討。

工業(yè)PON應(yīng)用潛力巨大，加速標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)構(gòu)建

信息通信技術(shù)賦能制造業(yè)，提升產(chǎn)業(yè)數(shù)字化水平，是新型工業(yè)化發(fā)展的重要方向。工業(yè)PON作為信息通信技術(shù)與制造業(yè)緊密融合、交叉賦能的前沿技術(shù)方向和新興應(yīng)用場(chǎng)景，將在推動(dòng)智能制造轉(zhuǎn)型和新質(zhì)生產(chǎn)力培育等方面發(fā)揮重要作用。

盡管優(yōu)勢(shì)突出，不過工業(yè)PON技術(shù)在垂直行業(yè)的應(yīng)用還面臨一些挑戰(zhàn)。中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)理事長聞庫介紹，一是工業(yè)PON仍需持續(xù)提升在重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域的認(rèn)知度和采用率。二是不同行業(yè)對(duì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求不同，對(duì)工業(yè)PON的技術(shù)和應(yīng)用需求也存在較大差異。

聞庫表示，中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)致力于推進(jìn)包括工業(yè)PON在內(nèi)的先進(jìn)信息通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，促進(jìn)信息通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用和普及，為智能制造以及新型工業(yè)化的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

中國信通院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所副總工、TC615全光垂直行業(yè)組組長劉謙介紹，標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展方面，工業(yè)PON設(shè)備技術(shù)要求和設(shè)備測(cè)試方法已經(jīng)完成，以中國電信為代表的中國成員單位，積極向ETSI推動(dòng)工業(yè)PON的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及技術(shù)方案。目前ETSI已經(jīng)成功將工業(yè)PON的應(yīng)用場(chǎng)景寫入F5G標(biāo)準(zhǔn)中，同時(shí)穩(wěn)步推動(dòng)工業(yè)PON技術(shù)規(guī)范的制定。

為進(jìn)一步持續(xù)推動(dòng)工業(yè)PON產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展，中國信通院聯(lián)合以中國電信為代表的運(yùn)營商、以及設(shè)備制造商、垂直行業(yè)企業(yè)，發(fā)動(dòng)成立了全光垂直行業(yè)工作組，持續(xù)推動(dòng)生態(tài)發(fā)展。目前成員單位數(shù)量已超過55家，覆蓋面廣泛，垂直行業(yè)企業(yè)在整個(gè)成員單位中占比超過60%。

技術(shù)日漸成熟，創(chuàng)新工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)融合架構(gòu)

作為引領(lǐng)工業(yè)PON發(fā)展的運(yùn)營商，中國電信研究院網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所副所長蔣銘介紹，中國電信從2017年就開展工業(yè)PON的研發(fā)和實(shí)踐，通過不斷推進(jìn)工業(yè)PON技術(shù)的演進(jìn)升級(jí)，打造工廠網(wǎng)絡(luò)融合光底座，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，提供邊緣計(jì)算功能，與云平臺(tái)對(duì)接構(gòu)建工業(yè)數(shù)據(jù)智慧中心，依網(wǎng)生云，依云生智，以智賦能。

基于多年實(shí)踐，中國電信面向工業(yè)制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)演進(jìn)，首次提出基于工業(yè)PON的新型工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)融合創(chuàng)新架構(gòu)，構(gòu)建了確定性鏈路能力、智能化管理能力、算網(wǎng)融合能力、高可用網(wǎng)絡(luò)保障能力，滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)智能化、數(shù)字化發(fā)展新趨勢(shì)。

北京郵電大學(xué)教授張佳瑋表示，常規(guī)PON技術(shù)發(fā)展思路主要關(guān)注于如何提升網(wǎng)絡(luò)帶寬，然而面向工業(yè)互聯(lián)場(chǎng)景，工業(yè)PON需要具備更低的時(shí)延和更高的可靠性，才能為時(shí)延敏感業(yè)務(wù)流提供可預(yù)測(cè)和可保證的“傳輸通道”。

在張佳瑋看來，要實(shí)現(xiàn)確定性傳輸，就必須要解決PON在帶寬分配方案、注冊(cè)和測(cè)距機(jī)制以及隊(duì)列調(diào)度機(jī)制等三大挑戰(zhàn)，可以引入?yún)f(xié)作式DBA技術(shù)、單幀多突發(fā)技術(shù)、對(duì)確定性帶寬分配算法改進(jìn)、網(wǎng)關(guān)的抖動(dòng)補(bǔ)償、基于網(wǎng)絡(luò)演算的建模與性能分析技術(shù)。

東北大學(xué)副教授吳志偉介紹，基于工業(yè)PON的新型工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)解決方案總體架構(gòu)分為端、邊、云三個(gè)方面。其中，端側(cè)進(jìn)行生產(chǎn)過程控制和工況感知；邊側(cè)是數(shù)據(jù)傳輸?shù)鬃诠I(yè)PON構(gòu)建算網(wǎng)融合系統(tǒng)；云側(cè)進(jìn)行工業(yè)大數(shù)據(jù)匯聚和智能決策控制。

基于工業(yè)PON的新型工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思路是“一網(wǎng)到底”，首先是要實(shí)現(xiàn)工業(yè)大數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，將PON內(nèi)化為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)連接架構(gòu)；其次是網(wǎng)絡(luò)的確定性傳輸能力增強(qiáng)，PON向下融合底層控制網(wǎng)絡(luò)；另外，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與控制一體化，PON向上賦能智能控制。

推動(dòng)價(jià)值落地，工業(yè)PON目標(biāo)“一網(wǎng)到底”

技術(shù)要服務(wù)于具體應(yīng)用場(chǎng)景。聞庫介紹，中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)的電信運(yùn)營企業(yè)和通信設(shè)備制造企業(yè)等會(huì)員單位積極探索工業(yè)PON在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，眾多工業(yè)制造企業(yè)已依托工業(yè)PON技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)行、檢測(cè)監(jiān)測(cè)、倉儲(chǔ)物流、運(yùn)營管理等方面的數(shù)字化改造，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

蔣銘介紹，中國電信采用PON+5G定制網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，打造雙千兆智慧工廠信息底座，承載數(shù)條產(chǎn)線；采用工業(yè)PON邊緣設(shè)備改造工廠網(wǎng)絡(luò)，提升工業(yè)數(shù)采能力；實(shí)踐了確定性能力承載工業(yè)控制業(yè)務(wù)，效果顯著。目前正在實(shí)驗(yàn)室仿真環(huán)境下探索算網(wǎng)控一體化的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。

烽火通信寬帶業(yè)務(wù)產(chǎn)出線接入產(chǎn)品線技術(shù)專家張宏進(jìn)介紹基于“一網(wǎng)到底，云網(wǎng)協(xié)同”的理念和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，烽火通信工業(yè)PON系統(tǒng)已在工業(yè)領(lǐng)域陸續(xù)部署。例如小米智能工廠采用烽火通信工業(yè)PON系統(tǒng)，通過銅線改光纖，成本降低50%以上，空間減少80%、能耗降低30%；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡(jiǎn)化，使得施工效率提升50%；統(tǒng)一可視化網(wǎng)管快速定位故障，設(shè)備即插即用放裝，運(yùn)維效率提升60%。

上海金亭汽車線束有限公司IT副總監(jiān)邵文來介紹，金亭利用工業(yè)PON的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)性能（時(shí)延<1ms，抖動(dòng)<500µs），能更好地滿足工業(yè)制造低時(shí)延業(yè)務(wù)場(chǎng)景需求，工業(yè)PON相對(duì)以太網(wǎng)具有較大的優(yōu)勢(shì)，估算本項(xiàng)目可以提升生產(chǎn)效率達(dá)20%以上。同時(shí)，工業(yè)PON自服務(wù)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)自主管控、統(tǒng)一運(yùn)維。

展望未來，蔣銘指出，工業(yè)PON的愿景是“一網(wǎng)到底”，希望通過工業(yè)PON真正能夠解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的問題，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中控制業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)承載能力。后續(xù)將進(jìn)一步推進(jìn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)與控制深度集成，基于工業(yè)PON控制網(wǎng)絡(luò)的新型架構(gòu)，進(jìn)一步提升算網(wǎng)控一體化水平，做到網(wǎng)絡(luò)即是控制的目標(biāo)，推進(jìn)工業(yè)PON作為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)的全光底座。

“2024中國光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇”是由CIOE中國光博會(huì)與C114通信網(wǎng)聯(lián)合推出的大型研討會(huì)系列活動(dòng)，以“光聯(lián)萬物，智創(chuàng)未來”為主題，通過多場(chǎng)專題論壇、線上研討會(huì)、閉門研討會(huì)等形式，聚焦產(chǎn)業(yè)鏈薄弱環(huán)節(jié)，瞄準(zhǔn)技術(shù)未來演進(jìn)方向，發(fā)掘熱點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景，群策群力，貢獻(xiàn)行業(yè)價(jià)值，進(jìn)一步助力我國光通信產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

下一場(chǎng)線上研討會(huì)將于7月18日舉辦，以“智能光網(wǎng)絡(luò)：應(yīng)對(duì)算力新挑戰(zhàn)”為主題，聚焦智能光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)，探討如何利用智能技術(shù)優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的運(yùn)算效能。

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