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摘要

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，對(duì)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)如何應(yīng)用5G、SDN、TSN、工業(yè)PON等新一代通信技術(shù)解決工業(yè)的外網(wǎng)連接、工廠內(nèi)網(wǎng)建設(shè)迫在眉睫。工業(yè)PON技術(shù)采用先進(jìn)的無(wú)源光纖通信技術(shù)，和工廠自動(dòng)化融合構(gòu)建新興的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，是構(gòu)建未來(lái)工廠智能化的基礎(chǔ)，可以有效解決智能工廠和數(shù)字車間的通信交流，構(gòu)造安全可靠的工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，完成智能制造基礎(chǔ)設(shè)備、工藝、物流、人員等各方面基礎(chǔ)信息采集，解決困擾企業(yè)的工業(yè)協(xié)議繁多和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)協(xié)議的靈活轉(zhuǎn)換和統(tǒng)一格式，同時(shí)為企業(yè)上云做好基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)服務(wù)。本文對(duì)工業(yè)PON技術(shù)的市場(chǎng)業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)和其關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了分析和闡述，可以為工業(yè)PON的普及和發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞： 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò) ,軟件定義網(wǎng)絡(luò)

Analysis of Business Driven and Technical Roadmap for Industrial PON

Jin Jialiang1, Sun Hui1, Liu Danrong2

(1.Research Institute of China Telecom Co., Ltd., Shanghai Optical Access Research Department, Shanghai, 200122;2. China Telecom Group Co., Ltd. Enterprise Department, Beijing, 100033)

Abstract

Industrial network connections are the fundamental elements of industrial internet, it is vital for the operators to utilize the novel technologies as 5G, TSN, SDN, Industrial PON etc. to solve the problems about networking of industrial internet. Industrial PON is based on the passive optical network technologies, it can be merge with factorial automation solutions to build a novel integrated network platform. Problems as connections among fieldbus and server, reliable intranet within factory, protocol convention and cloud services integration etc. can be fully solved by the industrial PON solutions. This article addresses the market driving demands and technical aspects of the industrial PON, it can be reference for widely deployment of the industrial PON.

Key word: PON，Industrial Internet, TSN ,SDN

1. 引言

隨著制造業(yè)規(guī)模的日趨壯大，傳統(tǒng)的工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)性能、穩(wěn)定性、維護(hù)成本、業(yè)務(wù)改造升級(jí)等方面已經(jīng)逐漸無(wú)法跟上制造業(yè)本身的發(fā)展步伐。同時(shí)，工業(yè)設(shè)備種類繁雜、工業(yè)通信協(xié)議格式各異，協(xié)議承載和分析的成本巨大，工業(yè)企業(yè)急需靈活、智能的協(xié)議分析解決方案。隨著智能制造云化、邊緣計(jì)算等新興技術(shù)方案的興起，如何搭建一張實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)場(chǎng)總線到云端平臺(tái)的端到端網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)智能制造所涉及的各類生產(chǎn)元素之間的互聯(lián)互通，是實(shí)現(xiàn)智能化的基礎(chǔ)條件。

中國(guó)電信率先提出工業(yè)PON的概念，并從實(shí)現(xiàn)工廠需求的角度對(duì)工業(yè)PON進(jìn)行規(guī)劃，積極牽引PON設(shè)備廠商參與其中，旨在為工業(yè)企業(yè)提供一張高質(zhì)量、高可靠、高安全性的通信網(wǎng)絡(luò)。

我們規(guī)劃的工業(yè)PON1.0 讓PON網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入工廠，從網(wǎng)絡(luò)性能、穩(wěn)定性、演進(jìn)性等方面使得工廠網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)提升了臺(tái)階。工業(yè)PON2.0 讓工廠海量的機(jī)器接入網(wǎng)絡(luò)，并且能相互對(duì)話，使得工廠機(jī)器接入網(wǎng)絡(luò)的意義提升了臺(tái)階。工業(yè)PON3.0 將讓工廠海量的數(shù)據(jù)賦能，實(shí)現(xiàn)與工業(yè)云平臺(tái)的功能對(duì)接和有效整合，完善和實(shí)現(xiàn)ONU側(cè)開放平臺(tái)方案；實(shí)現(xiàn)數(shù)采相關(guān)功能APP化；解決數(shù)據(jù)計(jì)算的問(wèn)題，引入邊緣計(jì)算，通過(guò)邊云協(xié)同，增強(qiáng)計(jì)算能力；引入TSN和其他低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，解決低時(shí)延、高可靠的工廠需求。

工業(yè)PON技術(shù)相比傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換機(jī)技術(shù)，是一套全新的安全、可靠、融合、先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)綜合解決方案，是工廠內(nèi)車間數(shù)據(jù)采集組網(wǎng)的全新方案。

2. 工業(yè)PON業(yè)務(wù)需求

企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)通常可分為四張網(wǎng)絡(luò)，分別是：企業(yè)辦公網(wǎng)、企業(yè)生產(chǎn)管理網(wǎng)、企業(yè)生產(chǎn)控制網(wǎng)以及企業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)控網(wǎng)。其中最核心的是生產(chǎn)控制網(wǎng)（業(yè)界又稱為工業(yè)通信），除生產(chǎn)控制網(wǎng)之外的網(wǎng)絡(luò)主要解決企業(yè)辦公、內(nèi)外部協(xié)同、生產(chǎn)管理（ERP、MES、PLM等）以及企業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)控的需求。

中國(guó)電信內(nèi)部針對(duì)已經(jīng)部署了工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)省公司進(jìn)行調(diào)研，調(diào)研結(jié)果如下：

? 共同需求點(diǎn)：

1.    通過(guò)流量特征監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)工廠設(shè)備和系統(tǒng)的攻擊

2.    存在需要1-5ms和5-10ms時(shí)延的保障的業(yè)務(wù)

3.    工業(yè)PON設(shè)備在物理性防護(hù)指標(biāo)上需要加強(qiáng)（如：防爆、防塵、高低溫度、等等）

? 部分強(qiáng)需求點(diǎn)：

1.    對(duì)接入PON網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)權(quán)限的認(rèn)證

2.    工業(yè)PON設(shè)備在物理性防護(hù)指標(biāo)上需要加強(qiáng)（如：防爆、防塵、高低溫度、等等）

3.    工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)需保障業(yè)務(wù)連續(xù)性

4.    工業(yè)視覺(jué)（視頻、圖片）的邊緣計(jì)算

5.    工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)狀態(tài)的邊緣計(jì)算

? 考慮到工業(yè)PON同時(shí)承載不同的網(wǎng)絡(luò)（如生產(chǎn)網(wǎng)、辦公網(wǎng)、視頻監(jiān)控網(wǎng)等）

1.    工業(yè)PON的切片功能為迫切需求

2.  工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)靈活管理功能為關(guān)注點(diǎn)

結(jié)合工業(yè)PON實(shí)際部署需求，我們發(fā)現(xiàn)工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)的切片功能及切片的管理功能是工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)為工廠內(nèi)網(wǎng)提供一網(wǎng)接入，多業(yè)務(wù)隔離承載的亮點(diǎn)。同時(shí)，伴隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，大量工業(yè)APP能力和工業(yè)平臺(tái)能力如何通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行承載，又一個(gè)核心點(diǎn)出現(xiàn)了：PON網(wǎng)絡(luò)融合邊緣計(jì)算能力。然而工業(yè)PON的網(wǎng)絡(luò)性能需要持續(xù)加強(qiáng)，更加滿足工廠對(duì)低時(shí)延、大帶寬的需求，滿足工廠網(wǎng)絡(luò)高穩(wěn)定性、高安全性的需求。

3. 工業(yè)PON技術(shù)方案及能力

3.1 工業(yè)PON技術(shù)簡(jiǎn)介

3.1.1 基本原理

工業(yè)PON系統(tǒng)由局端OLT(光線路終端)、用戶端ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)、及連接局端和用戶端設(shè)備的ODN(光分配網(wǎng)絡(luò))組成。整個(gè)系統(tǒng)采用單纖雙向、點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。下行方向（OLT到ONU），OLT發(fā)送的信號(hào)通過(guò)ODN到達(dá)各個(gè)ONU；上行方向（ONU到OLT），ONU發(fā)送的信號(hào)會(huì)到達(dá)OLT，但不會(huì)到達(dá)其他ONU。為了避免數(shù)據(jù)沖突并提高網(wǎng)絡(luò)利用效率，上行方向采用時(shí)分多址接入（TDMA）方式并對(duì)各ONU的數(shù)據(jù)發(fā)送進(jìn)行調(diào)度。ODN由光纖和一個(gè)或者多個(gè)無(wú)源光分路器等無(wú)源光器件組成，在OLT和ONU之間提供光通道。

圖1 PON上下行傳輸技術(shù)方案示意圖

工業(yè)PON上述網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)主要有：

1. 采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的物理鏈路結(jié)構(gòu)，節(jié)省大量線路鋪設(shè)費(fèi)用；通過(guò)無(wú)源分光設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)元接入，具備較強(qiáng)擴(kuò)展能力。

2. ODN網(wǎng)絡(luò)整體均為無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，傳輸線路全程不需要進(jìn)行供電節(jié)省投資，同時(shí)具備極強(qiáng)的抗干擾能力。

3.2 與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比分析

相較于現(xiàn)有的在工廠內(nèi)網(wǎng)部署的以太網(wǎng)交換機(jī)技術(shù)，在工業(yè)應(yīng)用的場(chǎng)景下，工業(yè)PON技術(shù)在功能、性能、安全性、可靠性等方面都具備優(yōu)勢(shì)。

表1 工業(yè)PON技術(shù)與以太網(wǎng)交換機(jī)方案的對(duì)比

3.3 工業(yè)PON業(yè)務(wù)能力

3.3.1 具備工廠內(nèi)網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)承載能力

工業(yè)PON技術(shù)基于廣泛應(yīng)用部署的公眾網(wǎng)絡(luò)PON技術(shù)，在技術(shù)成熟度、產(chǎn)業(yè)鏈可控性、規(guī)模成本等方面具備優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，針對(duì)工業(yè)場(chǎng)景的環(huán)境指標(biāo)、性能功能、物理接口、安全性、網(wǎng)絡(luò)可用性等方面的個(gè)性化需求，工業(yè)PON設(shè)備均進(jìn)行了針對(duì)性研發(fā)和優(yōu)化，可以全面滿足工業(yè)場(chǎng)景下的各類能力要求。

工業(yè)PON 2.0設(shè)備在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)中處于車間級(jí)網(wǎng)絡(luò)位置，通過(guò)工業(yè)級(jí)接入網(wǎng)關(guān)（ONU）設(shè)備實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)到設(shè)備層的連接，通過(guò)光分配網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等到匯聚網(wǎng)關(guān)（OLT）的集中，最終通過(guò)匯聚網(wǎng)關(guān)（OLT）與企業(yè)IT網(wǎng)絡(luò)的對(duì)接，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)OT和IT融合組網(wǎng)，以及工業(yè)數(shù)據(jù)的可靠有效傳輸。

圖2，工業(yè)PON2.0在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系中的位置

工業(yè)PON技術(shù)，適用于承載不同企業(yè)規(guī)模的離散型、流程型制造業(yè)的各類工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。通過(guò)工業(yè)PON終端設(shè)備提供工業(yè)場(chǎng)景下的不同類型物理接口，可為工業(yè)控制、信號(hào)量監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸、語(yǔ)音通信、視頻監(jiān)控、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)承載等各種業(yè)務(wù)應(yīng)用提供支持。

圖3 工業(yè)PON的典型應(yīng)用場(chǎng)景

3.3.2 網(wǎng)絡(luò)布線無(wú)源抗干擾

工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)采用無(wú)源光纖配合無(wú)源功率分光器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)布線，全程傳輸采用無(wú)源器件，不需電源，不受供電影響，同時(shí)光纖材料不受電磁干擾和雷電影響。

    從建設(shè)施工角度來(lái)看，同等容量和用戶規(guī)模條件下，相比銅纜線路，光纖對(duì)于管弄資源的占用也更加節(jié)約，為企業(yè)預(yù)留良好的管弄擴(kuò)容能力。

3.3.3 具備終端接入認(rèn)證和數(shù)據(jù)加密安全性

工業(yè)PON系統(tǒng)支持基于三重?cái)噭?dòng)方式的數(shù)據(jù)加密功能，保證數(shù)據(jù)安全性

工業(yè)PON系統(tǒng)支持多種ONU終端的認(rèn)證功能，例如基于物理標(biāo)識(shí)、邏輯標(biāo)識(shí)等方式，可有效防止非受控終端接入網(wǎng)絡(luò)。

3.3.4 可靠性，保護(hù)倒換

工業(yè)PON技術(shù)，在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)層面支持Type A-D多種保護(hù)倒換方案，可以提供不同等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)自愈能力，在一路ODN網(wǎng)絡(luò)或者PON設(shè)備端口發(fā)生故障導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)，快速進(jìn)行主備鏈路切換和業(yè)務(wù)恢復(fù)，保證工業(yè)場(chǎng)景對(duì)于系統(tǒng)高可靠性的要求。

例如，對(duì)于Type D保護(hù)方案，光分路器采用2個(gè)1:N光分路器， ONU配備2個(gè)獨(dú)立的PON口（分別包含PON MAC芯片和光模塊等）分別注冊(cè)到OLT的兩個(gè)PON接口上。可以滿足工廠網(wǎng)絡(luò)熱備的要求。

圖4 TYPE D保護(hù)倒換示意圖

3.3.5 利用切片實(shí)現(xiàn)工廠多業(yè)務(wù)承載和隔離

工業(yè)場(chǎng)景中，工業(yè)PON作為網(wǎng)絡(luò)承載基礎(chǔ)設(shè)施，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)產(chǎn)線業(yè)務(wù)、辦公網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控、WiFi接入等企業(yè)典型業(yè)務(wù)應(yīng)用的綜合接入。

面對(duì)各類業(yè)務(wù)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)資源能力需求、分權(quán)分域管理、安全隔離等必要的要求，工業(yè)PON OLT設(shè)備具備切片能力，一個(gè)物理OLT可以虛擬為多個(gè)OLT分片，分別承載各類業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)維管理，業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)資源互不干擾，可以有效實(shí)現(xiàn)可靠性、安全性、網(wǎng)絡(luò)資源三者之間的平衡。

圖5 OLT切片技術(shù)方案

3.4 工業(yè)PON未來(lái)技術(shù)能力演進(jìn)需求

3.4.1 邊緣計(jì)算及智能運(yùn)維能力

工業(yè)PON目前主要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)承載的各類功能，但對(duì)于工業(yè)企業(yè)而言，在廠區(qū)生產(chǎn)體系中，除了網(wǎng)絡(luò)連接以外，目前還需要必要的通用計(jì)算能力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)MES、ERP等必要的生產(chǎn)管理系統(tǒng)的承載，滿足工廠內(nèi)產(chǎn)線業(yè)務(wù)的管理和業(yè)務(wù)分發(fā)功能。同時(shí)，隨著傳統(tǒng)工廠向智能制造工廠的升級(jí)，需要在廠區(qū)內(nèi)開展必要的工業(yè)云平臺(tái)邊緣部署工作，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要提供三層及以上網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的支持能力，實(shí)現(xiàn)靈活組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)按需部署分發(fā)。

在上述需求的驅(qū)動(dòng)下，工業(yè)PON未來(lái)需要具備必要的邊緣計(jì)算能力，具備通用計(jì)算資源，例如采用OLT側(cè)配備必要的通用計(jì)算業(yè)務(wù)板卡的方式，實(shí)現(xiàn)安裝工業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)、部署工業(yè)云平臺(tái)邊緣、提供網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)層面靈活功能加載部署等能力，滿足企業(yè)智能柔性制造的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)升級(jí)需求。

同時(shí)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中，相比公眾接入網(wǎng)，面臨更多個(gè)性化的業(yè)務(wù)定制、調(diào)整和快速部署開通的需求，因此，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中引入針對(duì)性的SDN智能化運(yùn)維技術(shù)，可以滿足多行業(yè)、各類場(chǎng)景下工業(yè)企業(yè)工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)的高效率靈活運(yùn)維需求。

3.4.2 TSN、低時(shí)延

TSN（時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)）是新興的統(tǒng)一的確定性時(shí)延網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在工業(yè)場(chǎng)景下有著重要的應(yīng)用場(chǎng)景，具備歸一化承載目前各類時(shí)延敏感的工業(yè)總線協(xié)議的底層網(wǎng)絡(luò)承載技術(shù)的能力。

現(xiàn)有PON技術(shù)體系中，OLT和ONU之間由于是點(diǎn)到多點(diǎn)的架構(gòu)，上行數(shù)據(jù)方向采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)，導(dǎo)致上行方向存在不同ONU之間業(yè)務(wù)隊(duì)列和等待的問(wèn)題，上行數(shù)據(jù)存在一定的固有時(shí)延，尚無(wú)法完全支持TSN技術(shù)，需要在PON DBA機(jī)制等方面進(jìn)行針對(duì)性優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)PON+TSN功能的整合。

3.4.3 基于容器技術(shù)的工業(yè)開放能力平臺(tái)

工業(yè)PON目前通過(guò)定制化的工業(yè)數(shù)采網(wǎng)關(guān)功能和硬件集成，已經(jīng)具備一定的工業(yè)數(shù)據(jù)采集和協(xié)議轉(zhuǎn)換能力，但是目前技術(shù)方案缺乏工業(yè)數(shù)采功能靈活擴(kuò)展和個(gè)性化開發(fā)的能力。

同時(shí)由于工業(yè)PON的物理設(shè)備存在多個(gè)設(shè)備廠商，每個(gè)設(shè)備廠商在ONU側(cè)所采用的物理層芯片、底層硬件架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)OS系統(tǒng)等方面，目前均自成體系的系統(tǒng)。從工業(yè)數(shù)據(jù)采集的需求來(lái)看，需要一個(gè)統(tǒng)一的工業(yè)數(shù)據(jù)采集軟件平臺(tái)和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化軟硬件接口，實(shí)現(xiàn)第三方工業(yè)APP廠商的軟件“一處開發(fā)，到處運(yùn)行”的需求，屏蔽底層設(shè)備差異，提升工業(yè)軟件的開發(fā)和迭代效率，滿足工業(yè)企業(yè)需求多樣化和柔性化制造等快讀迭代相應(yīng)的需求。

因此，需要探索研究實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)采集等功能的統(tǒng)一平臺(tái)，以及工業(yè)數(shù)采軟件的APP化部署。具體實(shí)現(xiàn)方式上，可以采用軟件層面開放式平臺(tái)架構(gòu)，業(yè)務(wù)功能容器化和APP化的方案。按照業(yè)務(wù)功能將軟件劃分為多個(gè)業(yè)務(wù)APP，實(shí)現(xiàn)快速迭代和部署，并通過(guò)容器技術(shù)，將業(yè)務(wù)軟件與操作系統(tǒng)隔離，提升系統(tǒng)的安全性。

圖6 基于容器技術(shù)的開放平臺(tái)的架構(gòu)

上圖所示為一種開放平臺(tái)的架構(gòu)方案，該開放平臺(tái)軟件架構(gòu)抽象為雙系統(tǒng)，包括PON網(wǎng)絡(luò)OS系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集功能的容器系統(tǒng)。雙系統(tǒng)運(yùn)行在同一個(gè)Linux內(nèi)核上。

PON網(wǎng)絡(luò)OS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)PON設(shè)備管理、維護(hù)，各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)協(xié)議支持，實(shí)現(xiàn)路由器網(wǎng)關(guān)功能；容器系統(tǒng)提供輕量級(jí)的虛擬化，根據(jù)客戶需求運(yùn)行第三方工業(yè)應(yīng)用程序。

PON網(wǎng)絡(luò)OS系統(tǒng)一般基于PON設(shè)備廠商成熟穩(wěn)定的PON OS系統(tǒng)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)PON層面的所有網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)功能，并可以根據(jù)工業(yè)場(chǎng)景的應(yīng)用需求，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)功能定制和擴(kuò)展。

3.4.4 工業(yè)PON+5G融合組網(wǎng)承載

工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)可以細(xì)分為企業(yè)內(nèi)網(wǎng)和運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)。企業(yè)內(nèi)網(wǎng)可以部署下沉UPF+MEC，起到業(yè)務(wù)分流、降低時(shí)延、數(shù)據(jù)不出廠的作用。辦公類數(shù)據(jù)可以經(jīng)城域網(wǎng)進(jìn)入運(yùn)營(yíng)商外網(wǎng)。企業(yè)內(nèi)的5G無(wú)線部署可以多種方式相結(jié)合，包括宏站、皮站、室分、一體化小基站等。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商外網(wǎng)，需要考慮如何把小基站的數(shù)據(jù)經(jīng)由PON回傳后分流至5GC。對(duì)于宏站，也可以考慮采用工業(yè)PON作為回傳，只用于BBU下沉工廠內(nèi)的情況，BBU如果放在電信機(jī)房，則無(wú)需通過(guò)工業(yè)PON回傳。對(duì)于企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，根據(jù)企業(yè)業(yè)務(wù)的不同，可能需要部署MEC，將部分WiFi、5G小基站、宏站的流量分流到工廠內(nèi)部。

圖7工業(yè)PON承載5G組網(wǎng)架構(gòu)

4. 工業(yè)PON產(chǎn)鏈的情況

4.1 工業(yè)PON技術(shù)成熟度

工業(yè)PON源于公眾客戶接入場(chǎng)景下的PON技術(shù)，公眾場(chǎng)景下的PON技術(shù)作為目前光纖到戶寬帶接入的主導(dǎo)解決方案，經(jīng)過(guò)十多年的研究和全國(guó)現(xiàn)網(wǎng)大規(guī)模部署，在標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)鏈、施工建設(shè)等方面，均已經(jīng)非常成熟。工業(yè)PON作為工廠內(nèi)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)承載方案，目前技術(shù)成熟度已經(jīng)具備規(guī)模商用推廣的能力，后續(xù)針對(duì)各類工廠業(yè)務(wù)的計(jì)算能力，需要研究和實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算、智能運(yùn)維、通用工業(yè)應(yīng)用平臺(tái)等能力，使工業(yè)PON具備更加完善的功能和更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

4.2 工業(yè)PON業(yè)務(wù)成熟度

我們?cè)诠I(yè)PON網(wǎng)絡(luò)實(shí)施部署過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前業(yè)務(wù)成熟度尚不足，體現(xiàn)在幾個(gè)方面：

1. 設(shè)備價(jià)格普遍偏高，原因是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不夠充分，設(shè)備成本還未真正達(dá)到成熟商用的水平，因此實(shí)際部署中明顯存在企業(yè)用戶對(duì)價(jià)格不能夠接受。

2. 設(shè)備種類不夠豐富，一方面工業(yè)企業(yè)的需求多樣且分散，很難在短時(shí)期內(nèi)提供各類設(shè)備滿足企業(yè)需求，符合研發(fā)設(shè)備的客觀過(guò)程；另一方面，只有幾家主流設(shè)備廠商可以提供工業(yè)PON設(shè)備，存在價(jià)格壁壘和保護(hù)。

3. 工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備的管理、維護(hù)等不夠通用化，懂的人也少，企業(yè)擔(dān)心自己維護(hù)不了而導(dǎo)致后期的維護(hù)成本偏高，因此不敢采用工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)。

總體來(lái)說(shuō)，工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)確實(shí)出現(xiàn)的比較晚，需要經(jīng)過(guò)市場(chǎng)上逐步認(rèn)識(shí)和接受的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中不同角色的伙伴不斷夯實(shí)能力，彼此協(xié)同，更好的解決企業(yè)用戶的網(wǎng)絡(luò)連接需求。因此從推動(dòng)工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)成熟的角度，確實(shí)需要構(gòu)建良好的生態(tài)，繁榮產(chǎn)業(yè)，豐富產(chǎn)品，做強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)，做好協(xié)同和服務(wù)。

5. 總結(jié)及未來(lái)展望

工業(yè)PON技術(shù)是采用先進(jìn)的無(wú)源光纖通信技術(shù)和工廠自動(dòng)化融合而構(gòu)建的一個(gè)新興的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，是構(gòu)建未來(lái)工廠智能化的基礎(chǔ)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)PON技術(shù)可以有效解決智能工廠和數(shù)字車間的通信交流，構(gòu)造安全可靠的工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，完成智能制造基礎(chǔ)設(shè)備、工藝、物流、人員等各方面基礎(chǔ)信息采集，解決困擾企業(yè)的工業(yè)協(xié)議繁多和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)協(xié)議的靈活轉(zhuǎn)換和統(tǒng)一格式，同時(shí)為企業(yè)上云做好基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)服務(wù)。未來(lái)，工業(yè)PON將針對(duì)工業(yè)制造轉(zhuǎn)型升級(jí)的需求，提供完善的邊緣計(jì)算、低時(shí)延業(yè)務(wù)承載、開放的工業(yè)APP平臺(tái)和生態(tài)、智能化的運(yùn)維管控能力。同時(shí)，與5G技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，提供對(duì)公網(wǎng)/專網(wǎng)5G業(yè)務(wù)的回傳承載能力，為企業(yè)提供一整套的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)承載和智能化業(yè)務(wù)平臺(tái)。

工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)不可能一蹴而就，工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)也不能舉一家之力，這都不符合工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)健康、快速、可持續(xù)發(fā)展的客觀規(guī)律。結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，我們從工業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接的角度，做好基礎(chǔ)連接的服務(wù)，滿足海量連接的要求，就需要從云網(wǎng)、設(shè)備、管理和運(yùn)維等集成產(chǎn)鏈伙伴的集體智慧和技術(shù)突破，共同發(fā)展和繁榮光網(wǎng)產(chǎn)鏈，推動(dòng)設(shè)備商、運(yùn)營(yíng)商、集成商和企業(yè)用戶等多個(gè)角色的商業(yè)成功，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展上貢獻(xiàn)力量。

作者：金嘉亮¹，孫慧¹，劉丹蓉²

（1.中國(guó)電信股份有限公司研究院 上海光接入研究部 上海 200122；

2.中國(guó)電信集團(tuán)有限公司 政企部  北京 100033）

參考文獻(xiàn)：

[1] Telecommunication Standardization Sector of ITU, "G.984.1 Gigabit-capable passive optical networks(G-PON): General characteristics," ITU, 2009

[2] Telecommunication Standardization Sector of ITU, "G.987.1 10-Gigabit-capable passive optical networks (XG-PON): General requirements," ITU, 2010

[3] IEEE 802.3 working group, “IEEE 802.3ah 1Gb/s Ethernet Passive Optical Network,” IEEE, 2004

[4] IEEE 802.3 working group, “10Gb/s Ethernet Passive Optical Network,” IEEE, 2009

[5] CCSA TC6WG2, “YD/T 1475-2006接入網(wǎng)技術(shù)要求——基于以太網(wǎng)方式的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）,”,CCSA,2006

[6] CCSA TC6WG2, “YD/T 2274-2011接入網(wǎng)技術(shù)要求10Gbit/s以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（10G-EPON）,”,CCSA,2011

[7] CCSA TC6WG2, “YD/T 1949.1-2009 接入網(wǎng)技術(shù)要求——吉比特的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（GPON）第1部分：總體要求,”,CCSA,2009

[8] CCSA TC6WG2, “YD/T 2402.1-2012 接入網(wǎng)技術(shù)要求 10Gbit/s無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（XG-PON） 第1部分：總體要求,”,CCSA,2012

[9] 中國(guó)電信集團(tuán)公司等，“工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò) 工業(yè)EPON系統(tǒng)技術(shù)要求,”,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（AII）,2017