工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡連接白皮書

1、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡連接白皮書介紹面向未來，構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展基礎背景網(wǎng)絡連接體系架構(gòu)網(wǎng)絡互聯(lián)數(shù)據(jù)互通工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡部署演進1234512網(wǎng)絡是基礎2016年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（版本1.0）2017年10月30日國務院常務會議通過深化“互聯(lián) 網(wǎng)+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導意見夯實網(wǎng)絡基礎：推動網(wǎng)絡改造升級提速降費。2017年6月AII網(wǎng)絡連接特設組成立。網(wǎng)絡連接白皮書編寫組互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)信息網(wǎng)絡工業(yè)控制 網(wǎng)絡工廠外工廠內(nèi)網(wǎng)絡割裂，能力單一互聯(lián)網(wǎng)僅用于商業(yè)信息交互企業(yè)信息網(wǎng)絡難以延伸到生產(chǎn)系統(tǒng)大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)沉淀、消失在工業(yè)控制網(wǎng)絡智能化生產(chǎn)網(wǎng)絡化協(xié)同個性化定制服務化延伸工業(yè)互

2、聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡連接白皮書編寫組：信通院、華為、沈自所、中國電信、中興、中國移動、施耐德、 大唐、恩易通達、沈陽機床等單位共同起草白皮書。面向?qū)ο螅汗I(yè)企業(yè)、網(wǎng)絡服務提供商、設備生產(chǎn)商等。網(wǎng)絡連接體系架構(gòu)4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡連接體系架構(gòu)5網(wǎng)絡連接實現(xiàn)視圖6工廠內(nèi)網(wǎng)絡工廠外網(wǎng)絡工廠外網(wǎng)絡用于 連接智能工廠、 上下游企業(yè)、工 業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、 智能產(chǎn)品與用戶 等主體。工廠內(nèi)網(wǎng)絡用于 連接人員（ 生產(chǎn) 人員、設計人員 等）、機器（ 生 產(chǎn)設備、辦公設 備 等 ） 、 材 料 （ 原料、在制品、成品等）、環(huán)境 等要素。網(wǎng)絡互聯(lián)7工廠內(nèi)網(wǎng)絡發(fā)展趨勢8開放融合靈活 友好網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的扁平化控制信息與過程數(shù)據(jù)共網(wǎng)傳輸有線與無

3、線的協(xié)同.技術(shù)的開放數(shù)據(jù)的開放產(chǎn)業(yè)的開放網(wǎng)絡形態(tài)的靈活網(wǎng)絡管理的友好工廠內(nèi)網(wǎng)絡關鍵技術(shù)-TSN9TSN統(tǒng)一工業(yè)以太網(wǎng)標準TSN成為業(yè)界共識的工控通信網(wǎng)絡向1G接口演進的解決方案由IEC制定多個工業(yè)以太網(wǎng)標準，轉(zhuǎn)變?yōu)橛蒊EEE802制定唯一標準IETF、IEC等多個標準組織基于TSN制定統(tǒng)一標準體系同時支撐生產(chǎn)控制與信息應用TSN改變了原有工業(yè)控制網(wǎng)絡應用支撐能力差的弱點，實現(xiàn)“網(wǎng)絡+控制”向“網(wǎng)絡+控制/應用”的轉(zhuǎn)變PROFINETTSN是IEEE 802.1工作組正在研究制定的一系列標準。EthernetIPv4/IPv6TCP/UDPWeb、等通用以太網(wǎng)TSN工廠內(nèi)網(wǎng)絡關鍵技術(shù)-工業(yè)PON

4、10工業(yè)PON可實現(xiàn)現(xiàn)場級設備與上層實體（如服務器、SCADA系統(tǒng)等）的連接，支持數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)指令下達、 傳感數(shù)據(jù)采集、廠區(qū)視頻監(jiān)控等關鍵功能。工業(yè)PON網(wǎng)絡具有以下優(yōu)點：高可靠性：無源器件組網(wǎng)，不受電磁干擾和雷電影響， 支持冗余組網(wǎng)及多種保護倒換方式部署簡單靈活：采用點到多點傳輸架構(gòu)，終端并行接 入，僅需單根光纖線傳輸，最遠覆蓋20公里范圍高帶寬：可提供1Gbps10Gbps的傳輸速率，適合 多業(yè)務承載高安全性：采用安全注冊機制，下行數(shù)據(jù)傳送支持加 密算法，上行數(shù)據(jù)傳送實現(xiàn)不同終端設備上行數(shù)據(jù)的 隔離工廠內(nèi)網(wǎng)絡關鍵技術(shù)-確定性網(wǎng)絡&單對雙絞線以太網(wǎng)11確定性網(wǎng)絡（DetNet）是IETF正

5、在制定中的網(wǎng)絡層標準，其通過提供有確定范圍的時延、丟包和時延抖動 參數(shù)的數(shù)據(jù)路徑，為應用提供一個可靠的網(wǎng)絡環(huán)境。DetNet重點針對多子網(wǎng)的網(wǎng)絡層實時互聯(lián)，在TSN 現(xiàn)有機制基礎上，針對路由器、防火墻、服務器等設 備進行接口調(diào)度融合，以保障跨域子網(wǎng)之間的確定性 網(wǎng)絡服務。DetNet技術(shù)保證網(wǎng)絡業(yè)務的確定性傳送，可支持跨 網(wǎng)絡的遠程控制需求。DetNet技術(shù)可以在如工廠設備聯(lián)網(wǎng)、廠房辦公樓的 建筑自動控制等較大區(qū)域進行應用部署。單對雙絞線以太網(wǎng)，以低成本提供高數(shù)據(jù)速率傳輸，將以太網(wǎng)連接擴展到海量現(xiàn)場設備。最遠1000米的有效傳輸距離。支持工業(yè)現(xiàn)場、車內(nèi)等環(huán)境下的高可靠性?？蓮陀矛F(xiàn)有工業(yè)系統(tǒng)的單

6、對雙絞線，提供10Mbps數(shù) 據(jù)傳輸。支持本質(zhì)安全供電及數(shù)據(jù)傳輸。廣泛適用于大量工業(yè)場景，包括短距（15米）范圍 的機器內(nèi)、車輛底盤、座艙內(nèi)的設備通信，以及中長 距（最大1000米）范圍的建筑控制、電梯控制、過 程控制等。12工廠內(nèi)網(wǎng)絡關鍵技術(shù)-無線技術(shù)&定位技術(shù)MulteFire技術(shù)運行在免授權(quán)頻譜，將LTE的性能優(yōu)勢與Wi-Fi類似的簡單性相結(jié)合，提供更好的網(wǎng)絡覆蓋，更安全的認證機 制以及更優(yōu)異的網(wǎng)絡性能。定位技術(shù)實時提供人員、物品的位置信息，成為推動生產(chǎn)信息化、智能化的重要技術(shù)之一。5G uRLLC是5G技術(shù)方向之一，被設計用 于工業(yè)控制、工廠自動化、智能電網(wǎng)、 設備、車聯(lián)網(wǎng)通訊、遠程手

7、術(shù)、公共安全等，滿足高可靠、低時延的業(yè)務需求。室內(nèi)定位技術(shù)WiFi定位藍牙定位RFID定位UWB定位基站定位室外定位技術(shù)北斗定位蜂窩定位融合定位技術(shù)融合定位技術(shù)通過建立一體化融合的異 構(gòu)體系架構(gòu)，通過有效評估和決策機制， 輸出最優(yōu)的定位結(jié)果工廠內(nèi)網(wǎng)絡關鍵技術(shù)-工業(yè)SDN13工業(yè)SDN網(wǎng)絡由多種協(xié)議的終端設備、可編程的工業(yè)SDN交換機和集中式的工業(yè)SDN控制器構(gòu)成，能夠支持IT設備和OT設備的統(tǒng)一接入和靈活組網(wǎng)，并能夠為IT業(yè)務提供高帶寬的傳輸保障，為OT業(yè)務提供端到端實時性 的保障。工業(yè)PON網(wǎng)絡具有以下優(yōu)點：支持多種協(xié)議的IT和OT設備的統(tǒng)一接入支持設備的靈活組網(wǎng)同時滿足IT和OT業(yè)務的傳輸需求能夠?qū)崿F(xiàn)全網(wǎng)可視化管理工廠外網(wǎng)絡發(fā)展趨勢14普遍化工廠外網(wǎng) 絡服務靈活化精細化工廠外網(wǎng)絡關鍵技術(shù)-企業(yè)專線15工廠外網(wǎng)絡關鍵技術(shù)-移動通信技術(shù)速率100Mbps100kbps100bps1m100m10km覆蓋URLLC+（MBB+URLLC）+mMTC：支持工廠內(nèi)工業(yè)控制、信息采集、先進 人機交互的應用需求高頻+多天線：支持制造工廠內(nèi)的精準定位和高帶寬5G網(wǎng)絡切片：支持多業(yè)務場景、多服務質(zhì)量、多用戶的隔離和保護各種新型移動通信技術(shù)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)海量信息采集和服務化延伸等業(yè)務的重要支撐和