在業(yè)界將目光聚集在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺培育的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò )側的“互聯(lián)互通”缺失卻不容忽視。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系中，網(wǎng)絡(luò )是基礎，數據是核心，安全是保障?！秶鴦?wù)院關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導意見(jiàn)》中提出，組織實(shí)施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)企業(yè)內網(wǎng)、工業(yè)企業(yè)外網(wǎng)和標識解析體系的建設升級。

在“看得見(jiàn)的手”的推動(dòng)下，一場(chǎng)自上而下的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )改造工程正式開(kāi)啟。本文為你解構工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的通信技術(shù)。

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5G：搭建比馬達還快的機器連接

一場(chǎng)自上而下的工業(yè)變革正悄然進(jìn)行。

2012年，國際制造業(yè)巨頭—美國通用電氣公司(GE)首次提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念，認為未來(lái)將通過(guò)設備、互聯(lián)網(wǎng)與大數據相結合，促進(jìn)更先進(jìn)的設備和更完善的服務(wù)產(chǎn)生，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將是繼工業(yè)革命和互聯(lián)網(wǎng)革命之后的下一次全球商業(yè)浪潮。

隨后，德國、中國等國際大國相繼將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)擺著(zhù)重要戰略地位，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)之戰一觸即發(fā)。

然而，在各方意圖搶占工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)先機時(shí)，5G因為其高速率、低時(shí)延、海量連接等特性能夠為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò )基礎，而被視為實(shí)現工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“助燃劑”。

那么，5G是如何助燃工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)?據悉，要想節省工廠(chǎng)效率，實(shí)現工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，就需要完成工業(yè)自動(dòng)化的工業(yè)控制，而這需要端到端毫秒級的超低時(shí)延和接近100%的高可靠性通信做保障。

5G網(wǎng)絡(luò )切片技術(shù)能夠為工業(yè)應用分配專(zhuān)屬的低時(shí)延高可靠切片，并通過(guò)切片內部參數監控，實(shí)現可根據業(yè)務(wù)需求變化自動(dòng)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )參數，并可針對不同企業(yè)的多樣產(chǎn)品需求進(jìn)行更細粒度切片, 從而可以較低成本滿(mǎn)足垂直行業(yè)需求。

盡管5G還未走進(jìn)現實(shí)，華為、中興、愛(ài)立信、諾基亞等國際主流設備商在加緊研發(fā)5G技術(shù)的同時(shí)，都在積極與垂直行業(yè)合作，利用其端到端無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )試水工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。

華為輪值CEO徐直軍曾公開(kāi)表示，5G能大幅度提升用戶(hù)體驗，諸如在5G網(wǎng)絡(luò )下，下載一部6G的高清電影只需要2秒，且能實(shí)現千億級的連接，同時(shí)，5G還具有工業(yè)級的可靠性和實(shí)時(shí)性，將為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供強大網(wǎng)絡(luò )支撐。

值得一提的是，在日前落幕的2018 MWC上，華為就展示了5G助力智能制造實(shí)現柔性生產(chǎn)的縮影。據悉，該應用通過(guò)用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )連接了“工廠(chǎng)”中的9臺WAVE機器人，它們通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的形成分工協(xié)作，能夠快速地根據需求組裝3種不同的圓珠筆，甚至將買(mǎi)家的名字刻在筆殼上。

此外，愛(ài)立信也將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為5G的殺手級應用，并在MWC2018上和中國移動(dòng)聯(lián)合展示了智能工廠(chǎng)，該應用是利用5G網(wǎng)絡(luò )切片能力，支撐產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)品的定制化組裝能力，對產(chǎn)線(xiàn)上的配件信息實(shí)時(shí)采集，借助云端人工智能進(jìn)行識別和匹配，并根據識別結果，驅動(dòng)機械臂完成產(chǎn)品組裝。

同時(shí)，諾基亞也與中國移動(dòng)共同展示了5G網(wǎng)絡(luò )切片在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的應用場(chǎng)景，通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現了液壓自動(dòng)化高精度控制和作業(yè)場(chǎng)地實(shí)時(shí)監控的業(yè)務(wù)演示， 展示了5G網(wǎng)絡(luò )切片技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的應用實(shí)踐。

可以發(fā)現，雖然工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方興未艾，5G仍在路上，但5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)結合已是必然，也必將創(chuàng )造更大的價(jià)值。

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邊緣計算：海量工業(yè)應用的計算基石

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)離不開(kāi)邊緣計算(MEC)。

IDC統計，截至2020年將有超過(guò)500億終端與設備聯(lián)網(wǎng)，未來(lái)超過(guò)50%的數據需要在網(wǎng)絡(luò )邊緣側分析、處理與儲存。邊緣計算能在靠近物或數據源頭的網(wǎng)絡(luò )邊緣側就近提供邊緣智能服務(wù)，滿(mǎn)足行業(yè)數字化在敏捷聯(lián)接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數據優(yōu)化、應用智能、安全與隱私保護等方面的關(guān)鍵需求。

通過(guò)邊緣計算的資源和能力，可將虛擬空間和物理實(shí)體緊密融合在一起。

在工業(yè)制造領(lǐng)域，要實(shí)現數字化制造、網(wǎng)絡(luò )化協(xié)同、智能化轉型，離不開(kāi)物聯(lián)網(wǎng)、大數據和云計算，更離不開(kāi)邊緣計算。

換言之，邊緣計算接近于工業(yè)上分布式自律的概念，在基于互聯(lián)網(wǎng)的異構分布式計算環(huán)境下，集中與分散相結合，既有效利用互聯(lián)網(wǎng)的資源，又保證了用戶(hù)系統的自律性、安全性和健壯性。

眾所周知，“工業(yè)4.0”的核心是CPS，而融合了網(wǎng)絡(luò )、計算、存儲、應用核心能力的邊緣計算，顯然是CPS的核心。因此，邊緣計算被看作“工業(yè)4.0”核心之核心。

在目前普遍采用的基于PLC、DCS、工控機和工業(yè)網(wǎng)絡(luò )的控制系統中，位于底層、嵌于設備中的計算資源許多都是邊緣計算的資源。

作為邊緣計算的具體表現形式，工業(yè)CPS在底層通過(guò)工業(yè)服務(wù)適配器，將現場(chǎng)設備封裝成web服務(wù);在基礎設施層，通過(guò)工業(yè)無(wú)線(xiàn)和工業(yè)SDN網(wǎng)絡(luò )將現場(chǎng)設備以扁平互聯(lián)的方式聯(lián)接到工業(yè)數據平臺中;在數據平臺中，根據產(chǎn)線(xiàn)的工藝和工序模型，通過(guò)服務(wù)組合對現場(chǎng)設備進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理和組合，并與MES等系統對接。工業(yè)CPS系統能夠支撐生產(chǎn)計劃靈活適應產(chǎn)線(xiàn)資源的變化，舊的制造設備快速替換與新設備上線(xiàn)。

以冶金行業(yè)為例，目前規模以上冶金企業(yè)信息化已頗具成效，但缺少的恰恰是末端智能。冶金方面的數據經(jīng)常出現完整性和一致性的問(wèn)題，解決不好會(huì )給能源管理和智能管理環(huán)節造成困難。

此外，冶金的物流跟蹤是典型的CPS，其間，物理與化學(xué)形態(tài)經(jīng)常發(fā)生改變，控制過(guò)程有一定難度。邊緣計算能在其中發(fā)揮著(zhù)重要作用，幫助實(shí)物聯(lián)網(wǎng)，成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效補充。

顯而易見(jiàn)，通過(guò)引入邊緣計算，能夠為制造業(yè)提供：設備靈活替換;生產(chǎn)計劃靈活調整;新工藝/新型號快速部署。進(jìn)一步推動(dòng)智能制造的實(shí)現。

未來(lái)，作為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)分析和處理應用程序的引擎，邊緣計算將會(huì )發(fā)展得更快。此外，邊緣計算技術(shù)公司也在成為資本市場(chǎng)下一個(gè)投資目標。隨著(zhù)從汽車(chē)、無(wú)人機、醫療設備到機器人領(lǐng)域設備連接數量不斷增長(cháng)，越來(lái)越多企業(yè)正在擁抱邊緣計算技術(shù)。

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SDN：工廠(chǎng)靈活組網(wǎng)的首選

物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代將至，與所有網(wǎng)絡(luò )一樣，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在沿著(zhù)IP化、扁平化、無(wú)線(xiàn)化、靈活組網(wǎng)的方向演進(jìn)。

在這一背景下，能為傳統網(wǎng)絡(luò )僵化架構帶來(lái)新活力的SDN與NFV將成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)展的重要方向。

眾所周知，目前分層割裂的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )架構嚴重阻礙了信息的高效互聯(lián)，需要構建新的扁平的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )架構，同時(shí)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的工廠(chǎng)內網(wǎng)正在向著(zhù)一個(gè)IT與OT融合趨勢發(fā)展。

因此，基于SDN的工業(yè)融合互聯(lián)網(wǎng)架構憑借既能夠實(shí)現扁平化，又能將IT與OT完美融合成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的首選。

未來(lái)工業(yè)SDN融合網(wǎng)絡(luò )架構將包含三大特征：

首先是融合接入，工業(yè)以太網(wǎng)的專(zhuān)有協(xié)議和標準以太網(wǎng)的通用協(xié)議都都可通過(guò)這個(gè)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行統一接入。

第二是融合互聯(lián)，因為目前仍然存在大量現有工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )系統，而原有系統和原有生態(tài)里的專(zhuān)有網(wǎng)絡(luò )協(xié)議仍會(huì )占有相當大市場(chǎng)份額和空間。因此融合互聯(lián)將能夠支持標準以太網(wǎng)協(xié)議相互之間的互聯(lián)，也支持工業(yè)以太網(wǎng)專(zhuān)有之間的互聯(lián)。

第三是融合管理，未來(lái)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)顯然將要求在一個(gè)統一的網(wǎng)絡(luò )里進(jìn)行統一拓撲管理、設備管理、策略管理、業(yè)務(wù)管理等功能。

工業(yè)SDN應用正在形成。近日，中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所借鑒SDN理念在網(wǎng)絡(luò )層成功構建了一個(gè)扁平化架構。在此架構中，轉入、轉發(fā)的網(wǎng)絡(luò )設備能以一個(gè)融合的形式連接在一起，并通過(guò)一個(gè)統一的ICT的控制器進(jìn)行整個(gè)網(wǎng)絡(luò )統一管理和調度。

未來(lái)，所有用于工業(yè)生產(chǎn)的IT和OT設備全都能接入這樣的網(wǎng)絡(luò )中來(lái)，并利用SDN的北向接口跟工業(yè)控制系統相關(guān)聯(lián)，系統會(huì )產(chǎn)生什么樣的通訊的需求，有多大的通信量，有什么樣的實(shí)時(shí)和可靠性的要求，都可以通過(guò)北向接口送到控制器，然后由控制器掌握所有調度和管理，生成策略下發(fā)到扁平化的交換機中。通過(guò)這樣的架構，能極大的提高網(wǎng)絡(luò )擴展性和靈活性，又能保證現有的ITOT業(yè)務(wù)的需求。

隨著(zhù)國家對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰略的進(jìn)一步推進(jìn)，未來(lái)我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)必將進(jìn)一步探索面向工業(yè)環(huán)境的有線(xiàn)無(wú)線(xiàn)融合組網(wǎng)以及工業(yè)制造領(lǐng)域SDN技術(shù)。

針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)海量連接、安全可靠等新需求，加快5G、軟件定義網(wǎng)絡(luò )(SDN)、網(wǎng)絡(luò )功能虛擬化(NFV)等技術(shù)創(chuàng )新與應用，不斷提升網(wǎng)絡(luò )寬帶接入和傳輸速率，加大力度促進(jìn)標識解析系統建設，構建支撐跨工廠(chǎng)、跨企業(yè)全面信息互聯(lián)的關(guān)鍵基礎設施。

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NB-IoT：特定場(chǎng)景的連接利器

作為物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的重要應用，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)有密不可分的關(guān)系。

“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以說(shuō)是物聯(lián)網(wǎng)的一部分，但是大多數工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，要求網(wǎng)絡(luò )達到毫秒級的端到端時(shí)延和100%高可靠性。這意味著(zhù)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)具備物聯(lián)網(wǎng)的普遍特征，但卻在時(shí)延和可靠性等特性上有高于一般物聯(lián)網(wǎng)的要求?！币晃徊辉妇呙墓I(yè)互聯(lián)網(wǎng)資深專(zhuān)家告訴《通信產(chǎn)業(yè)報》(網(wǎng))記者。

與此同時(shí)，具備超高可靠、超低時(shí)延特性的窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)也將作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)重要連接技術(shù)。

據媒體披露，從2018年開(kāi)始，我國將在推動(dòng)工業(yè)企業(yè)內網(wǎng)改造升級的基礎上，在工業(yè)領(lǐng)域逐步部署窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)等先進(jìn)技術(shù)，并以此形成成熟的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用和生產(chǎn)體系。

那么，NB-IoT如何助力工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)?

眾所周知，NB-IoT作為一個(gè)空中接口標準，主要是在終端與基站eNB之間的約定，包括物理層與數據鏈路層的一些設計規定，除了能做到低時(shí)延和高可靠之外，其主要優(yōu)勢就是終端功耗低、待機時(shí)間長(cháng)、成本低、覆蓋深度更強、連接數量大。

所以對于低功耗、廣覆蓋、大連接等工業(yè)信息采集和控制場(chǎng)景，NB-IoT將成為最適合的連接技術(shù)。

正因為NB-IoT的巨大利好，我國也在政策層面推動(dòng)NB-IoT建設。去年6月，工信部在文件中提出到2017年末，要完結NB-IoT網(wǎng)絡(luò )掩蓋直轄市、省會(huì )城市等首要城市，基站規劃到達40萬(wàn)個(gè);到2020年，NB-IoT網(wǎng)絡(luò )完結全國遍及掩蓋，面向室內、交通路網(wǎng)、地下管網(wǎng)等使用場(chǎng)景完結深度掩蓋，基站規劃到達150萬(wàn)個(gè)。

與此同時(shí)，在NB-IoT核心標準凍結之后，三大運營(yíng)商均大力推動(dòng)NB-IoT網(wǎng)絡(luò )部署。

據悉，中國聯(lián)通在去年完成了NB-IoT核心網(wǎng)建設，計劃將在今年5月份建設30萬(wàn)個(gè)NB-IoT基站個(gè)，基本實(shí)現全國覆蓋。中國移動(dòng)也表示將在全國346個(gè)主要城市城區實(shí)現NB-IoT連續覆蓋。

與此同時(shí)，中國電信在也去年宣布已建成全球首個(gè)覆蓋最廣的NB-IoT網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現31萬(wàn)個(gè)基站的升級。

顯然，隨著(zhù)NB-IoT商用步伐的加快，將助推工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)落地。

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TSN：智能工廠(chǎng)的“中央樞紐”

網(wǎng)絡(luò )在智能工廠(chǎng)中扮演舉足輕重的角色，各種傳感器和設備機臺都需要通過(guò)工業(yè)網(wǎng)絡(luò )互相鏈接，才能實(shí)現智慧工廠(chǎng)的愿景。

在工業(yè)企業(yè)內網(wǎng)方面，傳統工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)、工業(yè)以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、標準和產(chǎn)品主要集中于少數發(fā)達國家。近年來(lái)，我國提出了工廠(chǎng)自動(dòng)化以太網(wǎng)(EPA)、工業(yè)過(guò)程/工廠(chǎng)自動(dòng)化無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )(WIA-PA/FA)等技術(shù)，但產(chǎn)業(yè)化和商用水平低。

目前，時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò )(TSN)、工業(yè)軟件定義網(wǎng)絡(luò )(SDN)等新技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化成為國際產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的新熱點(diǎn)?！凹扔械墓I(yè)以太網(wǎng)絡(luò )對現有工業(yè)設備已綽綽有余，但若是要實(shí)現未來(lái)工業(yè)4.0，以云端服務(wù)器控管全球工業(yè)系統的愿景，則需倚靠TSN?！蹦彻I(yè)企業(yè)人士表示。

TSN是Time Sensitive Networking(時(shí)間敏感性網(wǎng)絡(luò ))的縮寫(xiě)，是一個(gè)IEEE的工作組的項目，其核心技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò )帶寬預留、精確時(shí)鐘同步與流量整形，保證了網(wǎng)絡(luò )低時(shí)延、高可靠性的需求等。

作為底層的通用架構，TSN實(shí)現異構性網(wǎng)絡(luò )的實(shí)時(shí)性數據交換，TSN通過(guò)一條以太網(wǎng)支持實(shí)時(shí)控制和同步，例如在運動(dòng)應用和機器人之間，TSN可以同時(shí)支持其他在制造業(yè)應用中常見(jiàn)的數據通信。

TSN使得更多企業(yè)可以在此架構上實(shí)現OT和IT的融合。使得過(guò)去人們對于IT與OT連接的各種障礙得以獲得一個(gè)清晰而可行的解決之道，最終實(shí)現工業(yè)互聯(lián)，在這個(gè)基礎上，大數據應用、人工智能分析等才能被實(shí)現。

來(lái)自于《控制工程》的報告，時(shí)間敏感型網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)勢主要有兩個(gè)，首先，它基于標準以太網(wǎng)。其次，時(shí)間敏感型網(wǎng)絡(luò )在任何時(shí)候都可以設定速度運行，不會(huì )停滯不前。

這項技術(shù)必不可少, 因為隨著(zhù)更多的設備接入網(wǎng)絡(luò ), 需要中央“樞紐”來(lái)指揮所有的列車(chē)并確保它們按時(shí)到達正變得越來(lái)越重要。

據了解，目前IEEE TSN工作組已完成了實(shí)施TSN所需的核心標準, 業(yè)界已開(kāi)發(fā)出支持TSN技術(shù)的首批產(chǎn)品。

國家儀器日前推出的TSN先期技術(shù)平臺，以便長(cháng)期支持開(kāi)發(fā)同步化與通信作業(yè)的全新標準技術(shù)。在思科和英特爾的協(xié)力合作之下，國家儀器協(xié)助客戶(hù)打造分布式系統，針對分布式控制與量測循環(huán)，執行同步化I/O、程序代碼與精確的通信作業(yè)，而這些作業(yè)都能在以太網(wǎng)絡(luò )上完成。

TSN能夠在標準以太網(wǎng)絡(luò )上建立分布式、可同步化的Hard Real-Time系統。這些系統使用同樣的架構執行Real-Time控制與傳遞所有標準信息科技(IT)數據，驅動(dòng)著(zhù)控制、量測、設定、人機接口(UI)與檔案交換架構的整合。其網(wǎng)絡(luò )整合、安全控制流量與高效能的特性，可能會(huì )徹底改變系統的設計與維護。

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工業(yè)PON：連接每一個(gè)生產(chǎn)單元

作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，工業(yè)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò )(PON)受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。

所謂的工業(yè)PON是應用工業(yè)環(huán)境的全光PON網(wǎng)絡(luò )系統，由一個(gè)光線(xiàn)路終端OLT、至少一個(gè)光配線(xiàn)網(wǎng)ODN、至少一個(gè)光網(wǎng)絡(luò )單元ONU組成。

工業(yè)PON系統能夠滿(mǎn)足企業(yè)的生產(chǎn)控制、工序工藝數據采集、監測、視頻監控等各種應用場(chǎng)景?；赑ON技術(shù)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )平臺將產(chǎn)品設計研發(fā)、制造生產(chǎn)、銷(xiāo)售、物流、售后各工業(yè)化環(huán)節融合集成，最終實(shí)現企業(yè)CRM、MES、ERP、SCM、SCADA等系統信息孤島的統一控制和管理。

正是由于工業(yè)PON在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的核心地位，才促使國家從政策層面鼓勵企業(yè)開(kāi)發(fā)和運用工業(yè)PON。國務(wù)院印發(fā)的《國務(wù)院關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導意見(jiàn)》明確指出，支持工業(yè)企業(yè)以IPv6、工業(yè)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò )(PON)、工業(yè)無(wú)線(xiàn)等技術(shù)改造工業(yè)企業(yè)內網(wǎng)，以IPv6、軟件定義網(wǎng)絡(luò )(SDN)以及新型蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)對工業(yè)企業(yè)外網(wǎng)進(jìn)行升級改造。

在國家這一政策的有力支撐下，中國電信、中興等產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)均從各自的優(yōu)勢出發(fā)，推出了一系列工業(yè)PON產(chǎn)品和解決方案。

其中，中國電信通過(guò)合資企業(yè)浙江省公眾信息產(chǎn)業(yè)有限公司開(kāi)發(fā)了工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò )系統。而中興與合作伙伴一起推出了工業(yè)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò )(PON)2.0解決方案。

據了解，中國電信的工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò )系統是該企業(yè)立足于構筑新一代智能通信網(wǎng)，在對傳統工業(yè)交換機系統研究基礎之上，結合最尖端的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)的發(fā)展，創(chuàng )新出的一套安全、可靠、融合、先進(jìn)的綜合解決方案。目前，中國電信已在江蘇、云南等省份的制造企業(yè)成功運用了上述方案。

而中興的工業(yè)PON2.0解決方案，是在成熟應用工業(yè)PON1.0解決方案基礎上技術(shù)升級，實(shí)現了標準工業(yè)協(xié)議兼容、協(xié)議容器、多種協(xié)議轉換、數據采集、遠程數據接入、安全訪(fǎng)問(wèn)等功能，IT、CT、OT三網(wǎng)互聯(lián)形成一個(gè)互通的內網(wǎng)，幫助制造企業(yè)快速構建工業(yè)4.0扁平化的工廠(chǎng)內神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )。除了上述較成熟的解決方案之外，還有更多產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)有意進(jìn)軍工業(yè)PON領(lǐng)域。

比如，中國聯(lián)通就計劃在固網(wǎng)方面，通過(guò)工業(yè)PON切入到園區內網(wǎng)的解決方案。

國家千人計劃專(zhuān)家、中國聯(lián)通大數據首席科學(xué)家范濟安博士表示，相比于傳統的以太網(wǎng)，工業(yè)PON的連接距離長(cháng)，抗干擾防污染性強，性能和安全性高等特點(diǎn)，使其在內網(wǎng)的解決方案中具有更強的能力，是智能車(chē)間、智能工廠(chǎng)、智能園區必不可少的基礎設施?，F在聯(lián)通主要針對新建園區、廠(chǎng)房，原有廠(chǎng)房的更新?lián)Q代等為工業(yè)企業(yè)提供內網(wǎng)解決方案。

盡管工業(yè)PON在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中擔負著(zhù)信息傳輸的重要作用，加之在通用光通信系統中PON技術(shù)已經(jīng)趨于完善，但是各大廠(chǎng)商在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的PON技術(shù)還處于摸索階段，未來(lái)仍有加大成長(cháng)空間。

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標識解析體系：工互的關(guān)鍵“神經(jīng)系統”

“如同DNS在互聯(lián)網(wǎng)中的作用一樣，標識解析體系是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵神經(jīng)系統?！币晃簧钪O工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域多年的專(zhuān)家向記者表示。

標識解析體系，作為用于識別和管理物品信息、機器的資源，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現互聯(lián)互通的關(guān)鍵基礎設施。

目前，國內外存在多種標識編碼及標識解析方案。由于標識編碼尚未統一，中小型企業(yè)內部大量使用自定義的私有標識，而涉及流通環(huán)節的供應鏈管理、產(chǎn)品溯源等應用模式正在逐步嘗試跨企業(yè)的公有標識。

《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構1.0》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“白皮書(shū)”)指出，標識解析體系可分為兩大發(fā)展路徑，改良路徑和變革路徑。

改良路徑仍基于互聯(lián)網(wǎng)DNS系統，并適當改進(jìn)，其中以美國GS1/EPCglobal組織針對EPC編碼提出的ONS解析系統相對成熟。國際上主要的標識解析體系在中國都授權設立了分支機構，如電子標準化院組建的OID注冊中心，物品編碼中心負責國內的EPC編碼分配。

同時(shí)，我國也在基于DNS系統積極探索其他改良方案，如中科院計算機網(wǎng)絡(luò )信息中心的物聯(lián)網(wǎng)異構標識解析NIOT方案，中國信息通信研究院CID編碼體系。

變革路徑采用區別于DNS的標識解析技術(shù)，目前主要是DONA基金會(huì )提出的Handle方案。其采用平行根技術(shù)，實(shí)現各國共同管理和維護根區文件，現已在ITU、美、德及我國設置了4個(gè)根服務(wù)器。

不過(guò)，白皮書(shū)指出，現有的標識解析體系尚難以滿(mǎn)足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求。這是因為，和互聯(lián)網(wǎng)相比，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主題對象來(lái)源更為復雜，數據更多，而且敏感信息占得比例也居多。

鑒于這些挑戰，標識解析體系將是一個(gè)長(cháng)期研究的課題。從目前來(lái)看，多種標識解析體系將在一定時(shí)期內共存?；诟牧悸窂降姆桨负突谧兏锫窂降姆桨冈趪鴥韧饩褑?dòng)并形成一定規模布局，短期內難以實(shí)現標識解析的統一。

白皮書(shū)指出，公平對等是標識解析體系的重要發(fā)展方向。這是因為，在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，DNS的最高管理權掌握在少數國家手中，這種集中化的單邊管理機制既容易受到黑客攻擊，又存在控制權爭議問(wèn)題。國內外已經(jīng)提出并開(kāi)始布局多種新型標識解析體系方案。

中國信息通信研究院技術(shù)與標準研究所副總工李?；ㄖ赋?，為避免出現互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代DNS受制于人的情況，我國發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應著(zhù)力打造標識解析體系。

從頂層設計開(kāi)始，研究制定標識解析體系的整體架構，確立發(fā)展路線(xiàn)圖和時(shí)間表，強化統籌領(lǐng)導機制，設立國家管理機構。在系統建設方面，完善根節點(diǎn)，建設國家頂級節點(diǎn)+配套支撐系統，建設各級子解析節點(diǎn)+公共遞歸解析節點(diǎn)。

為加強話(huà)語(yǔ)權，我國應該積極參與標識解析體系的國際規則和技術(shù)標準制定，此外，從生態(tài)層面來(lái)說(shuō)，推動(dòng)標識解析系統集成創(chuàng )新應用。

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IPv6：承載百億機器接入

IPv6是用于替代現行版本互聯(lián)網(wǎng)IP協(xié)議(IPv4)的下一代IP協(xié)議。隨著(zhù)“互聯(lián)網(wǎng)+”、物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等應用融合發(fā)展，全球對IP地址的需求將持續增長(cháng)。據預測，2020年全球互聯(lián)設備數將超300億，而中國IP地址需求可能超過(guò)100億。但IPv4僅能提供大約40億左右的網(wǎng)絡(luò )地址，難以滿(mǎn)足需求。

除具備龐大的地址空間，IPv6支持終端即插即用，更匹配物聯(lián)網(wǎng)終端應用需求;同時(shí)，IPv6可實(shí)現更高的安全性，是下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要基礎。隨著(zhù)我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的繁榮，IPv6發(fā)展將是巨大市場(chǎng)需求帶來(lái)的必然結果。

但是，IPv6從1998年由CERNET首次引進(jìn)中國，至今已滿(mǎn)20年，而目前國內IPv6的用戶(hù)數量大約只有2000萬(wàn)。在“2016全球網(wǎng)絡(luò )技術(shù)大會(huì )(GNTC)”上，中國工程院院士、清華大學(xué)教授吳建平曾表示，我國的IPv6發(fā)展“起了個(gè)大早，趕了個(gè)晚集?！?/p>

在這一背景下，2017年底中辦、國務(wù)院印發(fā)《推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版(IPv6)規模部署行動(dòng)計劃》，提出到2018年末，IPv6活躍用戶(hù)數達到2億;到2020年末新增網(wǎng)絡(luò )地址不再使用私有IPv4地址，IPv6活躍用戶(hù)數超過(guò)5億;到2025年末，全面完成向下一代互聯(lián)網(wǎng)的平滑演進(jìn)升級。同時(shí)構筑IPv6環(huán)境下工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據、人工智能等新興領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò )安全保障能力。

可以預見(jiàn)，大力發(fā)展基于IPv6的下一代互聯(lián)網(wǎng)，有助于提升我國網(wǎng)絡(luò )信息技術(shù)自主創(chuàng )新能力和產(chǎn)業(yè)高端發(fā)展水平，高效支撐移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據、人工智能等新興領(lǐng)域快速發(fā)展，不斷催生新技術(shù)新業(yè)態(tài)，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò )應用進(jìn)一步繁榮，打造先進(jìn)開(kāi)放的下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

 摘自《國際金屬加工網(wǎng)》