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F5G全光網(wǎng)具有簡(jiǎn)架構(gòu)，高可靠，智運(yùn)維的特點(diǎn)。相比傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，F(xiàn)5G全光網(wǎng)采用了扁平化二層架構(gòu)，減少了匯聚層。降低了網(wǎng)絡(luò)層級(jí)，讓整個(gè)工廠網(wǎng)絡(luò)更加簡(jiǎn)便。另一方面，傳統(tǒng)園區(qū)末端以網(wǎng)線布線為主，而F5G全光網(wǎng)則以光纖為主，在建設(shè)成本和部署效率上，都有了明顯的改進(jìn)。
白皮書(shū)包括智慧工廠網(wǎng)絡(luò)建設(shè)趨勢(shì)和挑戰(zhàn)、F5G全光網(wǎng)的方案介紹、設(shè)計(jì)參考以及案例說(shuō)明等。系統(tǒng)地闡述了智慧工廠F5G全光網(wǎng)及設(shè)計(jì)原則，包括業(yè)務(wù)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)、綜合布線設(shè)計(jì)、分光器/ONU安裝部署設(shè)計(jì)、設(shè)備選型建議等。同時(shí)提供了智慧工廠F5G全光網(wǎng)的應(yīng)用案例，包括光伏/半導(dǎo)體制造、車(chē)輛制造、重工制造、醫(yī)療制造等行業(yè)場(chǎng)景的應(yīng)用案例。
白皮書(shū)分為六個(gè)部分：一是智能制造的發(fā)展趨勢(shì);二是智慧工廠網(wǎng)絡(luò)建設(shè)趨勢(shì)與挑戰(zhàn);三是智慧工廠F5G全光網(wǎng)定義與技術(shù)優(yōu)勢(shì);四是智慧工廠F5G全光網(wǎng)設(shè)計(jì);五是F5G智慧工廠F5G應(yīng)用案例;六是智慧工廠F5G全光網(wǎng)生態(tài)建設(shè)。
智能制造的發(fā)展趨勢(shì)：
我國(guó)智能制造發(fā)展已從初期的理念普及、試點(diǎn)示范階段進(jìn)入到試點(diǎn)示范引領(lǐng)、供需兩端發(fā)力、多方協(xié)同推進(jìn)的新階段。未來(lái)智能制造將向著低碳，IT和OT融合等方向發(fā)展。一方面，中國(guó)提出了"雙碳"目標(biāo)，力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。作為先進(jìn)生產(chǎn)力代表的智能制造，與"雙碳"關(guān)系密切。未來(lái)制造企業(yè)會(huì)利用大數(shù)據(jù)、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在智慧園區(qū)內(nèi)建設(shè)基于智能制造核心驅(qū)動(dòng)的能效管理系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備能耗信息、環(huán)境信息及運(yùn)營(yíng)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，得出與能涌消耗及能滯效率相關(guān)的決策性數(shù)據(jù)和信息，幫助管理人員了解歷史和當(dāng)前的能涌使用狀況，預(yù)測(cè)未來(lái)的能耗趨勢(shì)，輔助管理人員做出正確的能滯改善策略，實(shí)現(xiàn)多能涌、多業(yè)態(tài)和多用戶的綜合管理。另一方面，隨著數(shù)字化時(shí)代的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了軟件化并產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)分為兩類(lèi)：IT數(shù)據(jù)與OT數(shù)據(jù)�；谖锢韺�(shí)體的基本狀態(tài)，將兩類(lèi)數(shù)據(jù)融合，可以構(gòu)建設(shè)施、設(shè)備和產(chǎn)品的完整數(shù)字孿生模型，涵蓋從收到訂單、制作生產(chǎn)到發(fā)貨物流監(jiān)控全過(guò)程，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，還可以在數(shù)字世界提前預(yù)測(cè)未來(lái)可能的業(yè)務(wù)變化，做出數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策，提高智能制造敏捷性。
智慧工廠網(wǎng)絡(luò)建設(shè)趨勢(shì)與挑戰(zhàn)：
智慧工廠需要通過(guò)統(tǒng)一的智能云平臺(tái)搭建數(shù)字化底座，把工廠的各個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)一部署在云平臺(tái)上，業(yè)務(wù)云化成為一個(gè)明顯的趨勢(shì)。傳統(tǒng)工廠數(shù)字化水平不高，各個(gè)系統(tǒng)往往各自為政，各種服務(wù)器都分散在本地部署，每個(gè)子系統(tǒng)各自成網(wǎng)。
隨著制造行業(yè)數(shù)字化水平的不斷提升，越來(lái)越多的制造企業(yè)都在采用云業(yè)務(wù)，各種業(yè)務(wù)和應(yīng)用服務(wù)器都集中部署到了數(shù)據(jù)中心機(jī)房，或部署在公有云/私有云上，工廠內(nèi)的終端設(shè)備訪問(wèn)服務(wù)器都需要到數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)，工廠網(wǎng)絡(luò)的流量模型從原來(lái)的以東西向流量為主(水平方向的流量)演變?yōu)橐阅媳毕蛄髁繛橹?垂直方向的流量)。業(yè)務(wù)的云化、架構(gòu)的改變、系統(tǒng)的統(tǒng)一、應(yīng)用的新增，都給智慧工廠網(wǎng)絡(luò)提出了新的挑戰(zhàn)，需要建一張適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)南北流量為主、架構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)統(tǒng)一、支持業(yè)務(wù)快速部署和持續(xù)演進(jìn)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。
除了業(yè)務(wù)的云化，WLAN應(yīng)用以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維簡(jiǎn)化的訴求，也對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)提出了新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)園區(qū)工廠部署的Cat5和Cat6銅纜(網(wǎng)線)面臨著帶寬瓶頸，無(wú)法支持萬(wàn)兆帶寬100米遠(yuǎn)的傳輸，需要全部更換為支持萬(wàn)兆的Cat6A及以上網(wǎng)線。若后續(xù)升級(jí)到Wi-Fi 7，電纜還要更換一次，整體WLAN升級(jí)AP傳輸網(wǎng)絡(luò)綜合布線改動(dòng)工作量非常大。傳統(tǒng)制造工廠各個(gè)子系統(tǒng)獨(dú)立，各自成網(wǎng)導(dǎo)致整個(gè)制造工廠通常有多張煙囪式網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃沒(méi)有統(tǒng)一的架構(gòu)，多級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的串接導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)冗余，建設(shè)/維護(hù)工作量將會(huì)成倍增加，對(duì)維護(hù)人力也提出了很大的需求
智慧工廠F5G全光網(wǎng)定義與技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
F5G就是第五代固定網(wǎng)絡(luò)，是以全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為支撐，帶寬、連接數(shù)、網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)方面有飛躍性發(fā)展。F5G全光網(wǎng)在智慧工廠場(chǎng)景，以單模光纖為介質(zhì)，采用10G GPON(兼容GPON)、Wi-Fi 6為主的第五代固定接入技術(shù)構(gòu)建的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)，主要包括光線路終端OLT、無(wú)源光配線網(wǎng)絡(luò)ODN、光網(wǎng)絡(luò)單元ONU等，能夠統(tǒng)一承載工業(yè)生產(chǎn)控制數(shù)據(jù)、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)感知數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、辦公數(shù)據(jù)、語(yǔ)音通話數(shù)據(jù)等多業(yè)務(wù)，具備簡(jiǎn)架構(gòu)、易演進(jìn)、智運(yùn)維和高可靠等特性。
所謂簡(jiǎn)架構(gòu)是指F5G智慧工廠具有網(wǎng)絡(luò)扁平化的優(yōu)勢(shì)，在整個(gè)架構(gòu)中采用無(wú)源的分光器替代了原來(lái)的有源匯聚交換機(jī)設(shè)備，減少了匯聚層。而無(wú)源分光器無(wú)需供電，且可部署于任意位置，可考慮取消或者減少弱電間的空間，提高建筑空間的利用率。
高可靠主要來(lái)源于F5G全光網(wǎng)可可提供Type B或者Type C的保護(hù)方式，即如果光纖或者設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，Type B或者Type C會(huì)自動(dòng)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)，無(wú)需人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)鏈路業(yè)務(wù)的自動(dòng)切換。同時(shí)，設(shè)備本身的抗電磁干擾，寬溫，數(shù)據(jù)加密等能力，也為工廠網(wǎng)絡(luò)提供了更強(qiáng)的保護(hù)。
最后，由于OLT設(shè)備實(shí)現(xiàn)了對(duì)ONU設(shè)備的集中管理，在OLT設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備上都可支持整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的快速收集和處理，可在網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備上對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的部署情況、告警情況、健康度等各種報(bào)表進(jìn)行收集、顯示和快速處理，實(shí)現(xiàn)整個(gè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的故障實(shí)時(shí)感知、高效管理，保障業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)在線。
智慧工廠F5G全光網(wǎng)設(shè)計(jì)：
F5G為智慧工廠園區(qū)的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、辦公網(wǎng)絡(luò)提供了全新的解決方案。
通常，生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立建網(wǎng)，其接入層至核心層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和光纖鏈路與辦公網(wǎng)和視頻監(jiān)控網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備物理隔離，最大程度上保證生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立性、可靠性、安全性。生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)和辦公網(wǎng)、視頻監(jiān)控網(wǎng)之間通過(guò)防火墻通信。
白皮書(shū)針對(duì)不同場(chǎng)景，在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，布線設(shè)計(jì)，設(shè)備選型等方面給出了詳細(xì)的描述。
F5G智慧工廠F5G應(yīng)用案例：
F5G智慧工廠在業(yè)界廣泛應(yīng)用，受到了廣泛的好評(píng)。當(dāng)前已經(jīng)覆蓋諸如半導(dǎo)體電子、車(chē)輛裝備、輕工業(yè)等諸多行業(yè)。白皮書(shū)列舉了10個(gè)典型的案例，為F5G在行業(yè)內(nèi)進(jìn)一步應(yīng)用夯實(shí)了基礎(chǔ)。
智慧工廠F5G全光網(wǎng)生態(tài)建設(shè)：
從產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，全光網(wǎng)絡(luò)的端到端的產(chǎn)業(yè)鏈(包含光模塊、光器件，光的芯片、光纖等)，中國(guó)的企業(yè)都具備了自主研發(fā)的能力，競(jìng)爭(zhēng)力非常強(qiáng)。
最后，《白皮書(shū)》還對(duì)當(dāng)前F5G全光網(wǎng)主要廠商做了相關(guān)介紹。目前，在F5G全光網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中，以華為技術(shù)、諾基亞貝爾，長(zhǎng)飛等為代表的設(shè)備供應(yīng)商正積極布局和推廣其F5G全光產(chǎn)品。產(chǎn)業(yè)下游應(yīng)用方面，以制造、醫(yī)療、教育、交通等行業(yè)為代表的智慧園區(qū)網(wǎng)建設(shè)將是F5G全光網(wǎng)的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域。
隨著萬(wàn)物互聯(lián)的發(fā)展趨勢(shì)，數(shù)據(jù)中心、專(zhuān)線、家庭、生產(chǎn)制造、辦公園區(qū)等場(chǎng)景聯(lián)接將會(huì)以指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。隨著全球聯(lián)接數(shù)的進(jìn)一步增加，F(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)將推動(dòng)光纖網(wǎng)絡(luò)覆蓋部署進(jìn)一步延伸，延伸到企業(yè)的每一個(gè)場(chǎng)景，到企業(yè)桌面，到工廠的機(jī)器設(shè)備，還將覆蓋每個(gè)數(shù)據(jù)中心，最終邁向光聯(lián)萬(wàn)物。
