工业光网白皮书（2020年）_54页_1mb

工业光网白皮书总结

核心内容

工业光网是工业互联网中一种重要的网络技术，通过光通信技术实现工业生产要素的全面连接。它具备高带宽、低时延、低损耗、易运维、抗干扰等优点，能够满足智能制造、工业自动化、远程控制等场景下的网络需求。工业光网的建设是工业互联网发展的重要组成部分，有助于实现企业网络的融合、开放、灵活和自主可控。

主要观点

• 工业互联网是推动我国制造业转型升级的重要手段，网络作为其基础底座，对数据传输和信息集成至关重要。
• 工业光网的部署可以有效解决传统工业网络中存在的信息孤岛、协议不统一、设备国产化率低、部署复杂等问题。
• 工业光网在工业互联网的体系架构中占据重要位置，可以支持OTN、PON、光总线等技术，满足不同层级网络的建设需求。
• 工业光网在不同行业和场景中展现出良好的适应性和扩展性，为工业生产、矿山、管廊、油气等提供了可靠的网络支撑。

关键信息

一、工业光网概述

1. 建设背景
   工业互联网成为国家战略，推动制造业向数字化、网络化、智能化发展。工业光网作为有线网络的一种部署形式，具备高效、灵活、易管控等优势，成为工业网络升级的重要方向。

2. 工业光网的概念
   工业光网是基于光通信技术，连接工业生产、环境监控与信息管理网络的技术总称，支持多业务承载和协议转换，具备自主可控和安全性。

3. 总体架构

   • 工业OTN设备用于园区骨干网，连接云平台和生产网络，支持跨园区协同。
   • 工业PON设备用于车间和工厂级网络，实现多业务承载和协议转换。
   • 工业光总线设备用于现场级网络，支持高精度运动控制和视觉检测等业务。

4. 实现价值

   • 提供自主运营和管理能力，数据不出企业。
   • 部署灵活便捷，支持多业务承载和快速扩展。
   • 网络开放、可扩展性强，支持柔性生产。
   • 设备国产化，保障信息安全和自主可控。
   • 网络扁平化，降低部署复杂性。

二、工业光网的应用范围和行业部署场景

1. 工业园区网络

   • 支持园区骨干网连接和跨园区协同，满足大带宽、高可靠性和网络安全需求。

2. 企业管理网络

   • 支持信息网络互联和企业云化，实现IT与OT网络融合。

3. 工业生产网络

   • 支持生产信息采集、边缘计算和柔性生产调度，提升生产效率和数据采集能力。

4. 行业应用案例

   • 离散制造业：通过工业PON技术实现车间高速网络和数据采集，提升良品率和生产效率。
   • 智慧矿山：实现井上与井下设备的按需数据采集，保障网络稳定性和安全性。
   • 综合管廊：支持长距离传输和多业务承载，提高网络健壮性。
   • 油气行业：支持长距离传输和多站场协同，提升网络可靠性。
   • 自动化测试平台：通过OXC设备实现测试仪表的集中管理和自动化测试，提升测试效率和资源利用率。

三、工业光网的典型技术

1. 工业OTN

   • 支持大颗粒业务直接映射，具备低时延、低抖动和高可靠性的传输能力。
   • 可实现网络切片和边缘计算，满足不同业务需求。
   • 为用户提供统一的运维管理平台，提升运维效率。

2. 工业PON

   • 支持多业务承载，具备低时延、数据安全、网络切片和边缘计算能力。
   • 采用无源器件组网，降低部署复杂度和维护成本。
   • 提供灵活的组网方式和多种保护机制，提升网络稳定性。

3. 工业光总线

   • 支持串行转并行通信，降低PLC循环周期，提升数据传输效率。
   • 提供确定性低时延和低抖动，满足工业控制需求。
   • 支持多种工业协议透传，具备良好的兼容性。

4. 其他技术

   • OXC：支持多维度信号交换，实现自动化测试平台的构建，提升测试效率和安全性。
   • ODN：由光纤、分光器等无源器件组成，实现OLT与ONU之间的光信号传输，支持灵活部署和智能运维。

四、工业光网的建设

1. 建设目标
   构建全要素、全产业链互联互通的新型网络基础设施，满足企业生产、管理需求。

2. 建设原则

   • 网络性能稳定、安全。
   • 满足工业现场复杂环境和特殊布局要求。
   • 兼容现有网络，支持设备利旧。
   • 灵活扩展，预留资源。
   • 成本较优，具备可比性。

3. 建设思路

   • 现场勘查：了解客户行业、工厂规模、网络需求、现有网络状况、预算等。
   • 制定建设方案：包括组网方式、设备选型、实施要求等。
   • 确定商业模式：如以租代建、一次性建设等。
   • 确定网络运维方式：企业自运维、运营商代运维、第三方运维等。

五、工业光网的发展趋势及建议

1. 发展趋势

   • 工业光网将持续演进，结合边缘计算、低时延、网络安全等技术，满足工业场景对网络性能的更高要求。
   • 工业光网将逐步扩大在工业领域的认知和应用，推动企业数字化、智能化升级。

2. 发展建议

   • 联合产业链各方，推动工业光网技术标准和行业应用的深入研究。
   • 加强工业光网在不同行业场景中的部署实践，提升其灵活性和扩展性。
   • 提升工业光网设备的国产化率，保障信息安全和自主可控。

附录：现场勘查

1. 网络能力需求

   • 需关注不同业务类型的带宽、时延、抖动、丢包率、安全性、保护倒换等需求。

2. 现场布局调研

   • 需了解企业机房条件、覆盖面积、建筑物形态、工业现场环境和特殊需求。

3. 网络运维模式

   • 网管系统可选择集中或专用模式。
   • 运维团队可由企业自运维、运营商代运维或第三方公司代运维。