“追光計劃-工業(yè)領(lǐng)航行動”系列成果20232023全米垂直行業(yè) 前言《工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)建設(shè)指南白皮書》（以下簡稱“白皮書”)是“追光計劃-工業(yè)領(lǐng)航行動”的重點任務(wù)之一，由工業(yè)和信息化部信息通信發(fā)展司指導(dǎo)，中國信息通信研究院牽頭,組織工業(yè)制造企業(yè)、電信運營商、設(shè)備廠商等產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)單位共同編寫，旨在深入分析各工業(yè)制造領(lǐng)域企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型痛點和需求，梳理其千兆光網(wǎng)的建設(shè)目標、建設(shè)原則、建設(shè)內(nèi)容和建設(shè)路徑等，為企業(yè)開展數(shù)字化轉(zhuǎn)型、推進千兆本白皮書在《工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)建設(shè)指南白皮書(2022年)》的基礎(chǔ)上根據(jù)千兆光網(wǎng)新增的六大領(lǐng)域應(yīng)用情況提出了千兆光網(wǎng)兩大典型技術(shù)新特點，分別是固定帶寬保障和光纖鏈路加密技術(shù)。同時對航空航天、新能源電池、鋼鐵、冶金、通信設(shè)備、光纖光纜制造等六大領(lǐng)域的千兆光網(wǎng)建設(shè)內(nèi)容進行分析，梳理上述各領(lǐng)域工業(yè)制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的痛點和需求，提出一系列具體、可行的千兆光網(wǎng)建設(shè)方案和實踐案例，為企業(yè)開展數(shù)字化轉(zhuǎn)型、推進千兆網(wǎng)絡(luò)建）：烽火通信科技股份有限公司：閉云松、郭紫健、肖昌云、李鵬瞰集成電路(杭州)有限公司：金海、張路 01概述1.1工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)的內(nèi)涵11.2工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)典型技術(shù)21.2.1工業(yè)PON技術(shù)21.2.2可靠性保障技術(shù)31.2.3網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)31.2.4多協(xié)議兼容技術(shù)31.2.5智能運維技術(shù)31.2.6低時延確定性技術(shù)31.2.7邊緣計算技術(shù)31.2.8遠程供電技術(shù)41.2.9融合組網(wǎng)技術(shù)41.2.10固定帶寬保障技術(shù)41.2.11光纖鏈路加密技術(shù)402建設(shè)目標5-603建設(shè)原則704建設(shè)內(nèi)容84.1航空航天制造領(lǐng)域84.1.1建立數(shù)字化的生產(chǎn)制造技術(shù)和先進工藝規(guī)劃系統(tǒng)94.1.2建立完備的網(wǎng)絡(luò)安全防護系統(tǒng)94.1.3建立穩(wěn)定高速的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施104.1.4構(gòu)建工業(yè)PON千兆光網(wǎng)承載底座104.2新能源電池制造領(lǐng)域114.2.1建立智能化的質(zhì)量檢測系統(tǒng)124.2.2建設(shè)極具性價比的ICT基礎(chǔ)設(shè)施124.2.3建設(shè)具備全冗余保護能力的ICT基礎(chǔ)設(shè)施134.2.4構(gòu)建工業(yè)PON千兆光網(wǎng)承載底座144.3鋼鐵制造領(lǐng)域154.3.1建設(shè)千兆光網(wǎng)賦能的PLC工控系統(tǒng)164.3.2建立鋼鐵行業(yè)能源管理系統(tǒng)174.3.3建立一網(wǎng)打通的視頻監(jiān)控平臺184.3.4建立雙千兆接入的數(shù)采系統(tǒng)184.3.5構(gòu)建工業(yè)PON千兆光網(wǎng)承載底座194.4冶金制造領(lǐng)域204.4.1建立千兆光網(wǎng)互聯(lián)的工業(yè)控制系統(tǒng)214.4.2建立一體化、智能化的企業(yè)信息管理系統(tǒng)224.4.3建立工業(yè)控制系統(tǒng)的智能化決策能力234.4.4構(gòu)建工業(yè)PON千兆光網(wǎng)承載底座234.5通信設(shè)備制造領(lǐng)域254.5.1建立車間生產(chǎn)制造過程數(shù)智化管理系統(tǒng)264.5.2建立車間生產(chǎn)工序機器視覺檢測系統(tǒng)274.5.3建立車間生產(chǎn)通信設(shè)備云化測試系統(tǒng)274.5.4建立車間現(xiàn)場工業(yè)機器云化PLC系統(tǒng)284.5.5構(gòu)建工業(yè)PON千兆光網(wǎng)承載底座294.6光纖光纜制造領(lǐng)域314.6.1建立統(tǒng)一的產(chǎn)線數(shù)據(jù)平臺及可視化看板314.6.2建立高性能的數(shù)據(jù)采集與交互系統(tǒng)324.6.3構(gòu)建生產(chǎn)線運行自動監(jiān)控系統(tǒng)334.6.4構(gòu)建工業(yè)PON千兆光網(wǎng)承載底座3305建設(shè)路徑3506規(guī)劃設(shè)計366.1ODN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃366.1.1ODN常規(guī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃366.1.2與5G融合組網(wǎng)的ODN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃注意事項376.2設(shè)備部署位置規(guī)劃386.2.1OLT設(shè)備部署位置386.2.2工業(yè)ONU的部署位置3807運營模式3908縮略語40-42工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)建設(shè)指南白皮書（2023） 01概述1.1工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)的內(nèi)涵在工業(yè)制造企業(yè)，千兆光網(wǎng)通過光纖網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)企業(yè)的生產(chǎn)要素，為用戶提供兼具保障性和擴展性的組網(wǎng)方案。工業(yè)制造企業(yè)可以通過建設(shè)一張全光網(wǎng)覆蓋企業(yè)的工業(yè)園區(qū)、企業(yè)管理和生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程管理、廠區(qū)監(jiān)控、企業(yè)辦公的統(tǒng)一接入，完成人、機、物的全面互聯(lián)。除此之外，還可以按照企業(yè)發(fā)展需要將光纖網(wǎng)絡(luò)與工廠內(nèi)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，實現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)以太網(wǎng)、5G、Wi-Fi等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合組網(wǎng)，為企業(yè)構(gòu)建以千兆光網(wǎng)為核心的全面的數(shù)字化轉(zhuǎn)型網(wǎng)絡(luò)底座。工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)的體系架構(gòu)如圖1所示。圖1工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)架構(gòu)圖工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)除具備傳統(tǒng)光纖網(wǎng)絡(luò)的特點，即大帶寬、低時延、抗一是設(shè)備自主可控。千兆光網(wǎng)設(shè)備已實現(xiàn)國產(chǎn)化，設(shè)備自主可控程度高，可以保證企三是高可靠高安全。千兆光網(wǎng)具有線路保護倒換和鏈路聚合功能，當出現(xiàn)部分節(jié)點失效時，網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點仍能保持正常通信。千兆光網(wǎng)具有切片功能，提供生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)的獨立運行，確保生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的信四是節(jié)點自由增刪。當工業(yè)制造企業(yè)產(chǎn)線升級或生產(chǎn)業(yè)務(wù)、流程變動時，需要對已部署的千兆光網(wǎng)新增或減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，千兆光網(wǎng)在增減節(jié)點時能夠確保正在運行的其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)五是兼容眾多協(xié)議。千兆光網(wǎng)設(shè)備支持協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，可將工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備繁多的通信協(xié)議映射為統(tǒng)一的協(xié)六是自主運營管理。千兆光網(wǎng)可在工業(yè)制造企業(yè)內(nèi)部設(shè)置管理平臺，管理平臺簡單易用可視化程度高，提供設(shè)備的自主運維和管理能力，使生產(chǎn)、管理數(shù)據(jù)均1.2工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)典型技術(shù)1.2.1工業(yè)PON技術(shù)工業(yè)PON技術(shù)除具有傳統(tǒng)PON系統(tǒng)的功能外，還支持可靠性保障、網(wǎng)絡(luò)切片、多協(xié)議兼容、智能運維、低時延確定性、邊緣計算、遠程供電、融合組網(wǎng)、固定帶寬保障、光纖鏈路加密等技術(shù)（詳見1.2.2-1.2.11節(jié)）?；诠I(yè)PON技術(shù)，可以實現(xiàn)工業(yè)制造企業(yè)OT和IT融合組網(wǎng)及工業(yè)數(shù)據(jù)的可靠采集與傳輸。此外，工業(yè)PON也可用于部署企業(yè)的辦公、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，綜合承載企業(yè)的管理和監(jiān)控信息數(shù)據(jù)。工業(yè)PON系統(tǒng)由局端OLT(光線路終端)、用戶端工業(yè)ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)、連接局端和用戶端設(shè)備的ODN(光分配網(wǎng)絡(luò))組成，其中ODN由光纖和一個或者多個無源光分路器等無源光器件組成，其組成如圖2圖2工業(yè)PON系統(tǒng)組成圖工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)建設(shè)指南白皮書（2023）1.2.2可靠性保障技術(shù)可靠性保障技術(shù)涉及光纖鏈路的保護以及設(shè)備的保護。光纖鏈路的保護技術(shù)主要有TypeB和TypeC保護方案。TypeC對光鏈路和PON設(shè)備（ONU上聯(lián)雙PON口）都保護，可靠性最高；TypeB對OLT和分光器之間的光鏈路保護，可靠性較高。TypeC組網(wǎng)保護方案的基礎(chǔ)上，應(yīng)用快速倒換、雙發(fā)選收技術(shù)，可進一步減少光纖鏈路故障時系統(tǒng)倒換自愈時間，實現(xiàn)光纖鏈路故障生產(chǎn)業(yè)務(wù)不中斷。設(shè)備的保護技術(shù)主要有雙歸屬保護和單歸屬保護。雙歸屬保護部署2臺OLT互為保護，設(shè)備可靠性最高；單歸屬保護部署1臺OLT，通過OLT上兩個PON口互為保護，設(shè)備可靠性較高。1.2.3網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)千兆光網(wǎng)統(tǒng)一承載工業(yè)制造企業(yè)的多種類型業(yè)務(wù)時，采用網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可以實現(xiàn)不同場景的網(wǎng)絡(luò)隔離，將一張全光物理網(wǎng)絡(luò)虛擬為多張邏輯上隔離的網(wǎng)絡(luò)，分別承載生產(chǎn)制造、安防視頻、企業(yè)辦公業(yè)務(wù)等多種業(yè)務(wù)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)隔離，管理獨立，差異化轉(zhuǎn)發(fā)等能力，保證工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)的信1.2.4多協(xié)議兼容技術(shù)工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備種類繁多，接口和總線協(xié)議不統(tǒng)一，多數(shù)工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備是非標總線接口和非標總線協(xié)議。為了實現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)互通，實現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)采集，需要通過多協(xié)議兼容技術(shù)將不同的網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議映射成統(tǒng)一協(xié)議，各種網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議之間通過統(tǒng)一協(xié)議實現(xiàn)信息的交互，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場通信協(xié)議的統(tǒng)一，降低設(shè)備組1.2.5智能運維技術(shù)工業(yè)制造企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)屬于自有網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)運維能力和安全要求，企業(yè)需要選絡(luò)資源管理和運維。隨著工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和復(fù)雜度的持續(xù)增加，網(wǎng)絡(luò)運維的復(fù)雜度也在不斷增加,急需通過自動化措施來降低對運維人員的技能要求，降低OPEX。千兆光網(wǎng)的智能運維技術(shù)可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能感知，實時檢測網(wǎng)絡(luò)的運行性能、健康狀態(tài)（如網(wǎng)絡(luò)帶寬、時延、誤碼丟包等據(jù)進行綜合分析和處理。此外通過結(jié)合人工智能技術(shù)可以向用戶提供網(wǎng)絡(luò)故障自動檢測和網(wǎng)絡(luò)狀1.2.6低時延確定性技術(shù)工業(yè)制造企業(yè)在遠程工業(yè)控制、機器人協(xié)同作業(yè)等應(yīng)用場景不但對千兆光網(wǎng)有低時延有千兆光網(wǎng)能夠保障時延抖動不能過大，即千兆光網(wǎng)具備確定性時延技術(shù)，實現(xiàn)“準時、準確此外，千兆光網(wǎng)還應(yīng)具備針對時延及其確定性的度量能力，通過標準化的時延和抖動測量方測量和帶外測量等各種機制，在不過度消耗系統(tǒng)資源的前提下對時延和抖動進行準確度量，實1.2.7邊緣計算技術(shù)在工業(yè)制造企業(yè)中，生產(chǎn)工程的預(yù)測性維護、產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)測以及流程優(yōu)化方面對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的處理需要即時準確。為此，千兆光網(wǎng)需要采用邊緣計算技術(shù)在靠近機器或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)進行數(shù)據(jù)預(yù)處理、存儲以及智能分析應(yīng)用，有效降低數(shù)據(jù)處理時延和傳輸時延、提升計算效率、消除網(wǎng)絡(luò)堵塞，并與云此外，千兆光網(wǎng)集成部署邊緣計算算力，還可以按需運行各類第三方應(yīng)用，如定制化網(wǎng)絡(luò)功能（防火墻、NFV技術(shù)等）、企業(yè)IT系統(tǒng)和制造管理系統(tǒng)等行業(yè)應(yīng)用，降低企業(yè)投資成本。1.2.8遠程供電技術(shù)由于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，在工廠內(nèi)經(jīng)常存在現(xiàn)場通信設(shè)備光網(wǎng)具有無源、長距離接入、抗干擾的特點，針對需要遠距離通信的現(xiàn)場通信設(shè)備可以部署光使數(shù)據(jù)通過光纖承載的同時還可以為工業(yè)現(xiàn)場的通信設(shè)備提供額外的供電能力。此外，還可以程供電能力的通信設(shè)備為接入網(wǎng)絡(luò)的攝像頭等設(shè)備供電，以保障部署1.2.9融合組網(wǎng)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)時，會根據(jù)用戶需求、產(chǎn)品特點、接入終端類型、建網(wǎng)投資情況等按需網(wǎng)采用光纖組網(wǎng)，適合承載固定設(shè)備的接入，適用于固定位置大帶寬尤其是大上行、無源化抗電應(yīng)用場景，但同時千兆光網(wǎng)具有融合組網(wǎng)特性，網(wǎng)絡(luò)可以提供固定區(qū)域內(nèi)的Wi-Fi連接能力，用于接入承載各類無線終端數(shù)據(jù)。此外還可以與5G網(wǎng)絡(luò)融合組網(wǎng)，進一步滿足企業(yè)在廣域、移動、可調(diào)整的接入需1.2.10固定帶寬保障技術(shù)工業(yè)PON基于時分復(fù)用技術(shù)和DBA動態(tài)帶寬分配機制，可以為工業(yè)制造生產(chǎn)提供端到端的固定帶寬通道，以確保產(chǎn)線不同終端的業(yè)務(wù)能夠具備獨立的傳輸通道。在這種環(huán)境下，大帶寬和高突發(fā)的業(yè)務(wù)流量，如AI質(zhì)檢業(yè)務(wù)將不會搶占或干擾MES、數(shù)采、工業(yè)控制等業(yè)務(wù)流量的帶寬，能顯著提高生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目?.2.11光纖鏈路加密技術(shù)針對部分工業(yè)制造企業(yè)對園區(qū)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸安全性的要求提升，千兆光網(wǎng)能夠提供光纖鏈路持在OLT和ONU之間的光纖鏈路中采用標準定義的安全加密算法或者SM4國密加密算法，進一步提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩运?，確保數(shù)據(jù)在傳輸鏈路中不會被55工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)建設(shè)指南白皮書（2023） 02建設(shè)目標工業(yè)制造是中國國民經(jīng)濟基礎(chǔ)，近幾年中國工業(yè)制造行業(yè)實現(xiàn)了快速發(fā)展，行業(yè)整體技提升，高端工業(yè)制造業(yè)與國際上發(fā)達國家的差距正在逐漸縮小。國內(nèi)也逐漸涌現(xiàn)出一批具有工業(yè)制造企業(yè)。隨著新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字化浪潮的到來，工業(yè)制造企業(yè)迫切希望通過數(shù)字化的綜合競爭力，實現(xiàn)降本增效。作為建設(shè)企業(yè)數(shù)字化能力的基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要先行，為能、高可靠和高性價比的信息承載能力。千兆光網(wǎng)作為新型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有大帶寬、高可靠網(wǎng)絡(luò)特性，可以作為企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型的堅實底座。圖3是工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)建設(shè)目標。建設(shè)五層，分別是系統(tǒng)集成層、分析決策層、生產(chǎn)執(zhí)行層、千兆光網(wǎng)層（1）系統(tǒng)集成層：包括CRM/ERP/MDM/PDM等各類企業(yè)管理信息系統(tǒng)。通過系統(tǒng)化的工具和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，將生產(chǎn)流程的各個環(huán)節(jié)有效的銜接自一起，實現(xiàn)端到端的數(shù)字化，解決系統(tǒng)間信息不（2）分析決策層：將訂單、計劃、員工、設(shè)備監(jiān)控、物流、產(chǎn)線和質(zhì)量分析、異常管理等數(shù)據(jù)匯總分析，指導(dǎo)分析決策。形成生產(chǎn)執(zhí)行層和人或者系統(tǒng)交互的界面，能夠幫助管理者便捷的掌控態(tài)，發(fā)現(xiàn)故障能夠及時處理，也為生產(chǎn)優(yōu)化，質(zhì)量優(yōu)化（3）生產(chǎn)執(zhí)行層：主要包括生產(chǎn)計劃，任務(wù)執(zhí)行，人員管理，設(shè)備管理，物料管理，工業(yè)管理，環(huán)境管理，質(zhì)量管理等，通過合理的組合和調(diào)配完成整個數(shù)字化生產(chǎn)過程，是企業(yè)核心的（4）千兆光網(wǎng)層：千兆光網(wǎng)當前主要采用工業(yè)PON技術(shù)互聯(lián)工業(yè)制造企業(yè)生產(chǎn)要素，提供大帶寬、低時延的網(wǎng)絡(luò)，承載上層各類數(shù)字化應(yīng)用的海量數(shù)據(jù)。并通智能運維、低時延確定性、邊緣計算、遠程供電、融合組網(wǎng)、固定帶寬保障、光纖鏈路加密等（5）工業(yè)終端層：主要包括智能化設(shè)備，儀器，傳感器，數(shù)字化終端等組成，作為生產(chǎn)數(shù)字化末梢嵌入在生產(chǎn)一線，完成數(shù)字化所需的數(shù)據(jù)采集，建設(shè)千兆光網(wǎng)的目標是接入工業(yè)終端層的各類設(shè)備，匯聚企業(yè)生產(chǎn)端的大量數(shù)據(jù)，為企析決策的各個關(guān)鍵要素提供有力的數(shù)據(jù)支撐。同時，銜接互通系統(tǒng)集成層的各個生產(chǎn)管理環(huán)統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)間有效協(xié)同，建立端到端的數(shù)字化能力。建設(shè)千兆光網(wǎng)能夠賦能企業(yè)實現(xiàn)柔性效協(xié)同管理、個性化用戶服務(wù)、科學(xué)可視決策和（1）柔性生產(chǎn)制造打通工業(yè)內(nèi)網(wǎng)的OT-IT網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)工廠內(nèi)部生產(chǎn)裝備、產(chǎn)線、物料、庫存、質(zhì)檢等異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的整合，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場各類設(shè)備與IT管理系統(tǒng)等互聯(lián)互通。圍繞生產(chǎn)制造相關(guān)任務(wù)，形成有效的數(shù)據(jù)流動，以信息系統(tǒng)為支撐，提升企業(yè)生產(chǎn)流程控制能力，實現(xiàn)柔性生產(chǎn)，提高（2）高效協(xié)同管理廣泛互聯(lián)企業(yè)的各個信息化系統(tǒng)，在可靠穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)加持下，幫助建立企業(yè)高效的生產(chǎn)管理“訂單-設(shè)計-工藝-計劃-制造-質(zhì)量-供應(yīng)-交付-企業(yè)協(xié)同”的端到端數(shù)字化管理能力，提高企業(yè)的綜合（3）個性化用戶服務(wù)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型根本的目的是提升企業(yè)競爭力的同時進一步提高用戶體驗，因此將數(shù)字化的理入企業(yè)提供的服務(wù)之中，實現(xiàn)業(yè)務(wù)模式的重構(gòu)與創(chuàng)新。通過生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)的匯總和分析，幫助籌管理、分析、決策能力，實現(xiàn)針對用戶需求的精準定位，提高用戶的滿意度。同時使企業(yè)的（4）科學(xué)可視決策在企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中，需要對各個階段各個環(huán)節(jié)進行科學(xué)決策。滿足企業(yè)決策的科學(xué)業(yè)實現(xiàn)決策目的的各種數(shù)據(jù)，依托網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)各系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集成與串聯(lián)。結(jié)合大數(shù)據(jù)、人工智能數(shù)據(jù)進行多維度分析，形成可視化，易用的指導(dǎo)決策的關(guān)鍵信息，賦能企業(yè)的生產(chǎn)、研發(fā)、（5）商業(yè)模式創(chuàng)新通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型，系統(tǒng)梳理企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營、產(chǎn)品、用戶特征等方面的信息，統(tǒng)計分析生產(chǎn)經(jīng)點，進一步拓展產(chǎn)品的價值鏈，建立如產(chǎn)品生產(chǎn)過程交互式服務(wù)、個性化生產(chǎn)制造等創(chuàng)新商工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)建設(shè)指南白皮書（2023） 03建設(shè)原則 04建設(shè)內(nèi)容千兆光網(wǎng)的建設(shè)應(yīng)考慮業(yè)務(wù)需求、用戶體驗、技術(shù)方案、建設(shè)和運營成本等因素，的網(wǎng)絡(luò)投資，合理規(guī)劃，幫助企業(yè)實現(xiàn)建網(wǎng)收益的最大化。具按需建設(shè)循序漸進。根據(jù)企業(yè)數(shù)字化戰(zhàn)略布局和業(yè)務(wù)開展需求，基于企業(yè)規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)生產(chǎn)過程中的重點和難點，推進企業(yè)靈活、分階段進行千兆光網(wǎng)建設(shè)，實現(xiàn)千兆光網(wǎng)在生產(chǎn)模化部署和核心環(huán)節(jié)的深層次拓展，提升企業(yè)的系統(tǒng)化集控制網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。建網(wǎng)成本是影響制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進程的重要因素，低成本的解決方快推廣應(yīng)用。要大力推進工業(yè)數(shù)字設(shè)備標準化建設(shè)，防止和減少企業(yè)利用企業(yè)標準制造技術(shù)產(chǎn)壁壘。把先進工業(yè)技術(shù)工藝通過軟件化封裝和復(fù)用向行業(yè)賦能，降低先進工業(yè)技術(shù)工藝推廣保障建網(wǎng)安全可靠。網(wǎng)絡(luò)安全可靠是制造企業(yè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的重中之中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需要保系統(tǒng)的安全，并且可以在復(fù)雜多樣的制造環(huán)境下長期穩(wěn)定運行。建設(shè)千兆光網(wǎng)應(yīng)充分發(fā)揮光的特點，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的要求，充分保障網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性，建設(shè)冗余備份能力，并提提供便捷網(wǎng)絡(luò)運維。針對各個制造業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)運維能力差異大的問題，在建設(shè)千兆光網(wǎng)時模和實際運維水平，提供不同的運維服務(wù)模式，并應(yīng)提供有效的網(wǎng)絡(luò)管理運維工具，實現(xiàn)可統(tǒng)監(jiān)控和主動診斷，保證系統(tǒng)維護管理簡明、方便、有推動技術(shù)融合創(chuàng)新。將千兆光網(wǎng)與企業(yè)計劃部署的5G、Wi-Fi6等新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及機器視覺、人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)融合，創(chuàng)新企業(yè)的生產(chǎn)制造過程，實現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化改造，解決傳統(tǒng)制造持續(xù)優(yōu)化用戶體驗。數(shù)字化轉(zhuǎn)型要堅持以人為本的導(dǎo)向思維，杜絕束縛人、“綁架”人型應(yīng)用，要切實讓企業(yè)各方在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中獲得減負和激發(fā)動能，進而得到更多幸福感、感。因此要充分利用千兆光網(wǎng)的優(yōu)勢特點，根據(jù)制造企業(yè)的痛點，提出面向優(yōu)化用戶體驗的和質(zhì)量控制方法，促進創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)4.1航空航天制造領(lǐng)域在航空航天制造企業(yè)的智能化、信息化建設(shè)過程中遇到的痛點難點主要集中（1）現(xiàn)有制造生產(chǎn)和質(zhì)量管理系統(tǒng)的智能化、信息化水平仍需持續(xù)提升航空航天制造涉及復(fù)雜的生產(chǎn)工藝和嚴格的質(zhì)量管理要求，涉及到多個環(huán)節(jié)和程序，包括設(shè)計擇、零部件加工、裝配、測試等。智能化、信息化建設(shè)需要將這些復(fù)雜的工藝流程進行整合（2）生產(chǎn)數(shù)據(jù)安全性和保密性要求高航空航天制造企業(yè)在處理生產(chǎn)數(shù)據(jù)時對安全性和保密性有著極高的要求，而傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方案存在數(shù)程中容易受到黑客攻擊、信息易泄露的風(fēng)險，這對于航空航天制造企業(yè)來說是無法承受的。因保生產(chǎn)數(shù)據(jù)的安全性和保密性，航空航天制造企業(yè)需要采用更為先進、更加安全可靠的網(wǎng)絡(luò)方防范潛在的安全威脅，保護重要數(shù)據(jù)不被泄露或篡改，從而維護企業(yè)的聲譽和（3）數(shù)字化設(shè)計工具應(yīng)用普及，網(wǎng)絡(luò)性能需持續(xù)提升隨著航空航天行業(yè)的不斷發(fā)展，數(shù)字化設(shè)計工具在航空航天企業(yè)中的應(yīng)用使得設(shè)計、模擬和驗證等工作變得更加高效和精準。然而，隨著數(shù)據(jù)量和復(fù)雜性的不斷增加業(yè)對網(wǎng)絡(luò)性能的需求也在持續(xù)提升。穩(wěn)定、高速的網(wǎng)絡(luò)連接對于實現(xiàn)遠程協(xié)作、大規(guī)模數(shù)據(jù)針對上述痛點，航空航天制造企業(yè)需要建立數(shù)字化的生產(chǎn)制造技術(shù)和先進工藝規(guī)劃系統(tǒng)、建安全防護系統(tǒng)、建立穩(wěn)定高速的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建千兆光網(wǎng)承載底座，幫助企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)建設(shè)指南白皮書（2023）4.1.1建立數(shù)字化的生產(chǎn)制造技術(shù)和先進工藝規(guī)劃系統(tǒng)航空航天制造企業(yè)建立數(shù)字化制造技術(shù)和先進工藝規(guī)劃系統(tǒng)，實現(xiàn)工藝的自動化和優(yōu)化。采用智和監(jiān)測裝置，實時監(jiān)測生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量可控性。利用大數(shù)據(jù)和人工藝數(shù)據(jù)進行分析和建模，發(fā)現(xiàn)潛在問題和改進空間，優(yōu)化工藝流程，減少資源浪費和缺陷大都屬于大型產(chǎn)品，體積大、加工精度要求高、質(zhì)量控制嚴格，表面不允許出現(xiàn)劃痕、凹陷等情況。傳統(tǒng)人工方式費時費力，而且容易出現(xiàn)檢測遺漏。通過高清分辨率工業(yè)相機對大尺覺采集質(zhì)量分析，結(jié)合機器視覺、人工智能等技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)大部件表面劃痕、凹陷、凸起圖4數(shù)字化制造技術(shù)和先進工藝規(guī)劃系統(tǒng)模塊化示意圖圖4是基于千兆光網(wǎng)構(gòu)建的數(shù)字化制造技術(shù)和先進工藝規(guī)劃系統(tǒng)示意圖，其中廣泛夠收集產(chǎn)品及其過程件的質(zhì)量參數(shù)。通過千兆光網(wǎng)將高清圖像數(shù)據(jù)、傳感數(shù)據(jù)和產(chǎn)線運行數(shù)輸至視覺和傳感數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)以及MES系統(tǒng)。視覺和傳感數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)負責(zé)產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)的分析，并與MES系統(tǒng)協(xié)同；MES系統(tǒng)負責(zé)處理產(chǎn)線運行數(shù)據(jù)的分析，并通知產(chǎn)線執(zhí)行相應(yīng)的生產(chǎn)策略。系統(tǒng)實現(xiàn)了對產(chǎn)品過程件尺寸、定位、色差、數(shù)量等關(guān)鍵信息的自動化檢測和診斷，并實時指導(dǎo)產(chǎn)此外隨著企業(yè)數(shù)字化生產(chǎn)制造技術(shù)和先進工藝規(guī)劃系統(tǒng)的應(yīng)用普及，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施需要具備以滿足航空航天制造企業(yè)對信息安全的嚴苛要求。通過千兆光網(wǎng)的智能化運維障智能診斷和流量實時監(jiān)測，可以大幅降低企4.1.2建立完備的網(wǎng)絡(luò)安全防護系統(tǒng)航空航天制造企業(yè)為了應(yīng)對日益復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)安全威脅，必須建立完備的網(wǎng)絡(luò)安全防護系統(tǒng)。這樣括但不限于強大的防火墻、入侵檢測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)加密技術(shù)以及實時監(jiān)控和響應(yīng)機制。千兆光網(wǎng)具路加密功能。通過在OLT和ONU之間的光纖鏈路中采用SM4國密等安全加密算法對數(shù)據(jù)進行加密，可以確保數(shù)據(jù)在傳輸鏈路中不會被竊聽或竊取。通過建立完備的網(wǎng)絡(luò)安全防護系統(tǒng)，航空航天制造企有效地保護其重要數(shù)據(jù)和敏感信息，防范各類網(wǎng)絡(luò)攻擊、惡意軟件和數(shù)據(jù)泄露事件的發(fā)生。這不維護企業(yè)的聲譽和利益，還能夠確保生產(chǎn)運營的穩(wěn)定性和安全性，為企業(yè)持續(xù)發(fā)展提供堅實的網(wǎng)4.1.3建立穩(wěn)定高速的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施為了適應(yīng)數(shù)字化設(shè)計工具的廣泛應(yīng)用，航空航天企業(yè)需要持續(xù)優(yōu)化和升級網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)新與發(fā)展。千兆光網(wǎng)具有大帶寬、低時延、易演進的特點，為企業(yè)提供千兆到機臺、千兆到入能力，為數(shù)字化設(shè)計工具業(yè)務(wù)提供穩(wěn)定、高速的網(wǎng)絡(luò)連接，提升運行效率。同時，千兆網(wǎng)升級至萬兆的能力，只需簡單更換ONU和OLT板卡即可實現(xiàn)帶寬的升級。這種靈活的升級方案能夠滿足未來10年對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求。4.1.4構(gòu)建工業(yè)PON千兆光網(wǎng)承載底座航空航天制造企業(yè)以千兆光網(wǎng)作為數(shù)據(jù)承載底座，整合先進的信息技術(shù)、加強數(shù)據(jù)管理和安全保并進行跨部門協(xié)作與溝通，以推動智能化、信息化建設(shè)的順利實施。圖5展示了航空航天制造企業(yè)的整體建網(wǎng)方案，采用工業(yè)PON技術(shù)，為綜合辦公網(wǎng)、工控網(wǎng)、安防網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)提供全光纖互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)方針對航空航天制造企業(yè)的業(yè)務(wù)特點，千兆光網(wǎng)采用光纖鏈路加密技術(shù)、可靠性保障技術(shù)、智（1）光纖鏈路加密技術(shù)針對航空航天制造企業(yè)對生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸安全性的高要求，千兆光網(wǎng)具備光纖鏈路加密OLT和ONU之間的光纖鏈路傳輸中采用SM4國密等安全加密算法，可以確保數(shù)據(jù)在傳輸鏈路中不會被竊（2）可靠性保障技術(shù)千兆光網(wǎng)為航空航天制造企業(yè)提供全光纖互聯(lián)的傳輸網(wǎng)絡(luò)。光纖傳輸方式在數(shù)據(jù)通工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)建設(shè)指南白皮書（2023）有良好的安全性、可靠性。相比傳統(tǒng)的銅線傳輸方式，光纖傳輸可以有效地防止電磁干擾、外千兆光網(wǎng)采用了TypeC組網(wǎng)保護技術(shù)，其光纖鏈路采用雙路徑冗余保護。當鏈路光纖發(fā)生故障時，系統(tǒng)自動切換到備用冗余鏈路，確保鏈路在50ms內(nèi)恢復(fù)傳輸，大幅提升了生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。?）智能運維技術(shù)隨著航空航天制造企業(yè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和復(fù)雜度的持續(xù)增加，網(wǎng)絡(luò)運維的復(fù)雜度措施來降低對運維人員技能的要求，從而降低運營支出。千兆光網(wǎng)的智能運維技術(shù)支持對網(wǎng)據(jù)進行綜合分析和處理，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能感知，實時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的運行狀態(tài)和健康狀況（如延、誤碼丟包等）。此外，結(jié)合人工智能技術(shù)，還可以提供網(wǎng)絡(luò)故障自動檢測和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)主4.2新能源電池制造領(lǐng)域新能源電池制造企業(yè)當前遇到的痛點難點主要集?ICT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本偏高，數(shù)字化的生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)投資不足?MES流程控制和機器視覺等智能化技術(shù)應(yīng)用普及，信息點接入數(shù)量快速增長，網(wǎng)絡(luò)的可靠性不足（1）對產(chǎn)品質(zhì)量和可追溯性的要求極高，傳統(tǒng)的質(zhì)量檢測控制方案難以滿足在新能源電池制造領(lǐng)域，產(chǎn)品的生產(chǎn)過程十分復(fù)雜，涉及十多個精細的工藝步驟協(xié)同。生產(chǎn)現(xiàn)問題，如部分產(chǎn)品形態(tài)、尺寸、拼接和工藝標準不符等。這些企業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量和追溯性求，他們需要實現(xiàn)對每一個產(chǎn)品生產(chǎn)過程中各個工藝步驟的半成品檢測，檢測數(shù)據(jù)需要實時時檢測數(shù)據(jù)需要實時傳輸至企業(yè)的數(shù)據(jù)中心備份存儲，滿足十年的可追溯期限。傳統(tǒng)的生產(chǎn)ICT基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)難以滿足如此嚴格的質(zhì)量檢測和可追溯性要求。（2）ICT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本偏高，數(shù)字化的生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)投資不足隨著新能源電池制造行業(yè)在生產(chǎn)線上廣泛應(yīng)用信息化和智能化技術(shù)，加，ICT基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成本不斷攀升。以車間的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)為例，企業(yè)不得不對網(wǎng)絡(luò)布線、布線橋架、網(wǎng)絡(luò)機柜以及布線安裝等基礎(chǔ)設(shè)施投入大量資金。這些投資雖然增加了基礎(chǔ)建設(shè)的成本，但對于數(shù)字化和智能化水平并沒有直接貢獻，進而影響了企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度和管理能（3）MES制造執(zhí)行系統(tǒng)和機器視覺等智能化技術(shù)應(yīng)用普及，信息點接入數(shù)量快速增長，網(wǎng)絡(luò)的可靠近年來，隨著MES流程控制、機器視覺等智能化技術(shù)的廣泛部署，生產(chǎn)過程逐漸自動化，設(shè)備間的信息交換越來越頻繁，這對網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性提出了更高的標準。同時，隨著接入的設(shè)備數(shù)量持續(xù)備間的互聯(lián)變得更為復(fù)雜，相應(yīng)地，網(wǎng)絡(luò)故障的風(fēng)險也隨之增加。因此，進一步增強ICT基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性變得尤為重要，以確保生產(chǎn)過程能夠穩(wěn)定且高針對上述痛點，企業(yè)需要建設(shè)智能化質(zhì)量檢測系統(tǒng)，建設(shè)極具性價比的、具備全冗余保護能力的ICT基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建千兆光網(wǎng)承載底座，幫助企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提4.2.1建立智能化的質(zhì)量檢測系統(tǒng)隨著新能源制造行業(yè)的不斷發(fā)展，智能化質(zhì)量檢測系統(tǒng)正日益成為行業(yè)發(fā)系統(tǒng)利用工業(yè)相機和多樣的傳感器設(shè)備搜集生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，如外觀、溫度、濕度、信息。這些數(shù)據(jù)隨即被實時傳送至服務(wù)器，并借助人工智能算法進行深入分析和處理，迅速出產(chǎn)品質(zhì)量中的任何問題。同時，這些數(shù)據(jù)也會實時記錄到數(shù)據(jù)庫中，為產(chǎn)品質(zhì)量的追溯提在新能源電池的制造過程中，采用智能化質(zhì)量檢測系統(tǒng)已成為提升產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵手段。這像識別技術(shù)精準檢測電池的外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并利用智能傳感技術(shù)測定電池的容量、電壓、電數(shù)是否達到標準要求。千兆光網(wǎng)以其高帶寬和低延遲的特性，能夠?qū)崟r且高效地處理產(chǎn)線上的據(jù)、傳感數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)，確保了整個生產(chǎn)流程的順暢和高效。圖6展示了千兆光網(wǎng)在新能源電池制造企業(yè)智能化檢測系統(tǒng)中的模塊化應(yīng)用示意，體現(xiàn)了其在電池制造業(yè)中的圖6新能源電池制造企業(yè)智能化質(zhì)量檢測系統(tǒng)示如圖6所示，多種工業(yè)相機和傳感器被部署以采集待檢測產(chǎn)品的質(zhì)量相關(guān)參數(shù)。這些包括高清圖像數(shù)據(jù)、傳感數(shù)據(jù)以及產(chǎn)線運行數(shù)據(jù)，它們通過千兆光網(wǎng)傳輸至視覺與傳感數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)、MES和生產(chǎn)數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫。在這一過程中，視覺和傳感數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)承擔(dān)著對產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)進行深入分析的任析結(jié)果將指導(dǎo)產(chǎn)線上的執(zhí)行設(shè)備采取相應(yīng)的策略。同時，MES系統(tǒng)負責(zé)對產(chǎn)線運行數(shù)據(jù)進行分析，并據(jù)此通知產(chǎn)線設(shè)備執(zhí)行合適的生產(chǎn)策略。此外，生產(chǎn)數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫則負責(zé)將生產(chǎn)和質(zhì)量數(shù)據(jù)進行歸來的質(zhì)量追溯提供支持。整套流程確保了生產(chǎn)過程中質(zhì)量控制的高4.2.2建設(shè)極具性價比的ICT基礎(chǔ)設(shè)施電池制造企業(yè)園區(qū)部署千兆光網(wǎng)作為質(zhì)量檢測系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)和數(shù)通網(wǎng)絡(luò)，可有效減少ICT基礎(chǔ)設(shè)施的建造成本。設(shè)備，如：等離子切割、激光切割、數(shù)沖、CNC加工車床等，需要CAD輸出工程設(shè)計圖紙電子檔案，并使用CAM進行排版編程、折彎編程、CNC編程等。通過網(wǎng)通網(wǎng)絡(luò)，可有效減少ICT基礎(chǔ)設(shè)施的建造成本。工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)建設(shè)指南白皮書（2023）如圖7所示，在電池制造企業(yè)中，當采用傳統(tǒng)交換機組網(wǎng)方案時，設(shè)備信息接入點需通過網(wǎng)線連接至網(wǎng)絡(luò)。由于網(wǎng)線的傳輸距離有限制，生產(chǎn)車間通常每隔50米就需部署一個網(wǎng)絡(luò)機柜，并在其中安裝多臺交換機設(shè)備。這種布局要求在網(wǎng)絡(luò)機柜與產(chǎn)線信息接入點之間鋪設(shè)長達約100米的大量網(wǎng)線，從而產(chǎn)生高額成本。此外，大量使用的長網(wǎng)線還需配套大量的走線橋架、金屬管等走線設(shè)施，同樣導(dǎo)致成本相比之下，千兆光網(wǎng)方案采用工業(yè)級ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元這些ONU能夠采用DIN導(dǎo)軌安裝方式，直接部署在產(chǎn)線設(shè)備內(nèi)部。設(shè)備信息接入點僅需通過大約2米的網(wǎng)線即可直接連接至ONU。ONU與分光器、OLT（光線終端）之間通過光纖互聯(lián)。一方面，由于ONU具備4或8個千兆以太網(wǎng)接口，光纖的數(shù)量信息點位的生產(chǎn)車間為例，千兆光網(wǎng)方案相比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方案的ICT基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成本降低30%。企業(yè)能夠節(jié)省更多資金，進一步提升數(shù)字化的生產(chǎn)調(diào)度和4.2.3建設(shè)具備全冗余保護能力的ICT基礎(chǔ)設(shè)施部署千兆光網(wǎng)作為質(zhì)量檢測系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)和數(shù)采分析平臺等智能化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互通升企業(yè)ICT基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性。圖8千兆光網(wǎng)可有效提升ICT基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性如圖8所示，在新能源制造企業(yè)采用傳統(tǒng)交換機組網(wǎng)方案時，設(shè)備信息接入這種布局中，大量網(wǎng)線的部署通過走線橋架進行，容易引發(fā)電磁干擾問題，這不僅影響生產(chǎn)數(shù)輸，還可能導(dǎo)致生產(chǎn)業(yè)務(wù)中斷，增加故障發(fā)生的頻率。此外，網(wǎng)絡(luò)電纜經(jīng)過長時間使用容易障，缺乏有效的冗余保護機制，易導(dǎo)致生產(chǎn)業(yè)務(wù)中斷。網(wǎng)絡(luò)運維人員需要花采用千兆光網(wǎng)組網(wǎng)，ONU與分光器、OLT之間通過光纖互聯(lián)。光纖介質(zhì)具有良好的抗電磁干擾特性，極大地提高了生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴４送?，光纖鏈路之間采用雙路徑冗余保護的方式部署，當主鏈路出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)的自愈機制能夠在50ms內(nèi)實現(xiàn)到備用冗余鏈路的自動切換，當其中一路光纖鏈路需要修復(fù)或重新部署時，生產(chǎn)業(yè)務(wù)能夠不中斷。與此同時，千兆光網(wǎng)的匯聚層分光器是無源設(shè)備，相比傳統(tǒng)交換機網(wǎng)絡(luò)4.2.4構(gòu)建工業(yè)PON千兆光網(wǎng)承載底座新能源電池制造企業(yè)以千兆光網(wǎng)作為數(shù)據(jù)承載底座，建立智能化的質(zhì)量檢測系統(tǒng)、建立極具備冗余保護能力的ICT基礎(chǔ)設(shè)施，能夠達到降本增效，提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的目的。圖9是電池制造企業(yè)千兆光網(wǎng)的整體建網(wǎng)方案，采用工業(yè)PON技術(shù)，將生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)獨立建網(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)和安防網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)可靠性、安全性。生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)與辦公、安防網(wǎng)之間部署防火墻。辦公網(wǎng)和安防網(wǎng)采用融合組PON的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，可為辦公網(wǎng)、安防網(wǎng)分配獨立的網(wǎng)絡(luò)切片，切片間的數(shù)據(jù)相互隔離?？梢栽诖_保安圖9新能源電池制造企業(yè)千兆光網(wǎng)的整體建網(wǎng)針對新能源電池制造企業(yè)的業(yè)務(wù)特點，工業(yè)PON采用固定帶寬保障、可靠性保障、網(wǎng)絡(luò)切片、遠程供電的工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)建設(shè)指南白皮書（2023）（1）固定帶寬保障技術(shù)電池制造車間的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)承載了多項重要業(yè)務(wù)，包括MES、數(shù)據(jù)采集、工業(yè)控制和AI質(zhì)檢等。這些業(yè)務(wù)需要穩(wěn)定的端到端帶寬支持，以確保不會因為突發(fā)流量而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。采用工業(yè)PON的時分復(fù)用和DBA動態(tài)帶寬分配技術(shù)，能夠為電池制造車間提供可靠的端到端帶寬通道，確保不同終端之間的業(yè)帶寬資源。電池制造車間的AI質(zhì)檢業(yè)務(wù)的大帶寬和高突發(fā)的業(yè)務(wù)流量將不會搶占或干擾MES、數(shù)采、工業(yè)控制等業(yè)務(wù)流量的帶寬，并提高生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（2）可靠性保障技術(shù)工業(yè)PON組網(wǎng)方案中的ONU和分光器、OLT之間均采用光纖互聯(lián)，光纖介質(zhì)具備抗電磁干擾的特質(zhì)，大幅提升了生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴４送?，基于TypeC組網(wǎng)保護技術(shù)，ONU和分光器、OLT之間的光纖鏈路采用雙路徑冗余保護方式部署，在鏈路光纖故障時，系統(tǒng)自愈機制可保障業(yè)務(wù)在50ms時間內(nèi)倒換到備（3）網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)電池制造企業(yè)園區(qū)通常需要構(gòu)建多個物理網(wǎng)絡(luò)，包括車間生產(chǎn)網(wǎng)、企業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可以將這些網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一承載在一張物理網(wǎng)絡(luò)上。這樣做不僅可以有效減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量，提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的利用率，簡化企業(yè)的運維負擔(dān)，還能夠確保不同專網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)發(fā)資（4）遠程供電技術(shù)由于電池制造工廠的現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜多樣，存在一些工廠內(nèi)難以為ONU設(shè)備供電的造工廠不允許使用產(chǎn)線生產(chǎn)設(shè)備的供電系統(tǒng)為ONU供電。工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)的遠程供電技術(shù)可以采用集中供電單元通過光電復(fù)合纜遠程為ONU供電。針對需要遠距離通信的現(xiàn)場通信設(shè)備，可以部署光電混合纜，這樣既可以通過光纖傳輸數(shù)據(jù)，同時還可以為工業(yè)現(xiàn)場的ONU設(shè)備提供安全可靠的供電能力。4.3鋼鐵制造領(lǐng)域鋼鐵制造企業(yè)當前遇到的痛點難點主要集中（1）制造企業(yè)的生產(chǎn)流程多、鏈條長，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象間耦合性強。各鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)均存放在各工序獨立的L1、L2及MES系統(tǒng)中，無法共享、融合。（2）能源產(chǎn)生、使用效率不高，能源管理調(diào)度手段缺乏鋼鐵制造生產(chǎn)流程長，工序多，企業(yè)受限于能源裝備水平和企業(yè)的數(shù)字化能力，生產(chǎn)過程的用的效率不高，缺乏數(shù)字化管理手段提高能源（3）鋼鐵生產(chǎn)制造園區(qū)內(nèi)各類治安、交通、綜治視頻數(shù)據(jù)流有待整合未打通鋼鐵制造企業(yè)園區(qū)較大，企業(yè)管理廣泛應(yīng)用視頻圖像采集，圖像數(shù)據(jù)涉及治安、運輸交通、種管理類型，企業(yè)在打造大數(shù)據(jù)平臺時，迫切需要對數(shù)據(jù)進行整合管理，數(shù)據(jù)接入回傳需（4）企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型存在數(shù)采系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲點在推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中，大型鋼鐵制造企業(yè)應(yīng)用5G技術(shù)，使用工業(yè)采集終端在一些區(qū)域采用5G無線方式接入企業(yè)內(nèi)網(wǎng)。然而鋼鐵廠區(qū)內(nèi)金屬遮蔽物多，不可避免的存在無針對上述痛點，企業(yè)需要建設(shè)千兆光網(wǎng)賦能的PLC工控網(wǎng)絡(luò)、鋼鐵行業(yè)能源管理系統(tǒng)、一網(wǎng)打通的視頻承載網(wǎng)絡(luò)和雙千兆協(xié)同的數(shù)采網(wǎng)絡(luò)，依托千兆光網(wǎng)承載底座，幫助企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提4.3.1建設(shè)千兆光網(wǎng)賦能的PLC工控系統(tǒng)傳統(tǒng)的PLC工業(yè)控制，將生產(chǎn)現(xiàn)場的各類傳感器、控制器信號通過串口線接入到PLC采集網(wǎng)關(guān)，PLC采集網(wǎng)關(guān)將各類串口協(xié)議（如modbus、RS485）轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)協(xié)議，通過RJ45接口接入到現(xiàn)場控制室的工控機，工控機控制現(xiàn)場PLC動作，工控機采集的數(shù)據(jù)經(jīng)由L2數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳送至本工段MES業(yè)務(wù)系統(tǒng)。通過“千兆光網(wǎng)+PLC”建立一張工廠級的PLC工控系統(tǒng)，如圖10所示，在現(xiàn)場采用工業(yè)ONU將采集信號和工控機相連，實現(xiàn)工控機與現(xiàn)場PLC的互通及控制，同時ONU將現(xiàn)場信號由無源光網(wǎng)絡(luò)傳輸至OLT設(shè)備，并采用TypeC保護模式提供高可靠的光鏈路保障，OLT連接匯聚交換機將數(shù)據(jù)傳輸至集控中心，實現(xiàn)工廠級數(shù)據(jù)的集中管控，在解決數(shù)據(jù)孤島問題的同時，大大提升了網(wǎng)絡(luò)可靠性和圖10基于千兆光網(wǎng)的PLC工控系統(tǒng)示意圖工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)建設(shè)指南白皮書（2023）4.3.2建立鋼鐵行業(yè)能源管理系統(tǒng)利用千兆光網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，建立鋼鐵企業(yè)的能源管理系統(tǒng)，在廠區(qū)內(nèi)廣泛采集能源消放等儀表數(shù)據(jù)，打通企業(yè)各個管理模塊，實現(xiàn)企業(yè)能源的綜合精細化管理。通過千兆光網(wǎng)的工業(yè)ONU網(wǎng)關(guān)連接生產(chǎn)現(xiàn)場的采集終端以及分散的能源儀表，對各類電表數(shù)據(jù)、O2數(shù)據(jù)、CO2數(shù)據(jù)、煤氣數(shù)據(jù)等進行實時數(shù)據(jù)采集，監(jiān)控企業(yè)的能源消耗情況。在網(wǎng)絡(luò)部署上，采用簡化布線，代替?zhèn)鹘y(tǒng)以太網(wǎng)布線布放數(shù)量。將各種能源消耗數(shù)據(jù)回傳到能源管理系統(tǒng)，在能源管理系統(tǒng)完成能源消耗數(shù)據(jù)理、潮流展示等，同時降低了工人勞動強度，節(jié)省了針對能源統(tǒng)計的繁重工作量，實現(xiàn)輕量化統(tǒng)計工作。企業(yè)將采集的信息化數(shù)據(jù)進行分析和行業(yè)內(nèi)橫向?qū)Ρ?，能夠分析企業(yè)的節(jié)能空間節(jié)，采取對應(yīng)措施減少能源浪費，最大化達到節(jié)能降耗的目的。圖11—圖12是應(yīng)用千兆光網(wǎng)據(jù)信息采集平臺，對廠區(qū)各個區(qū)域環(huán)境信息進行智能4.3.3建立一網(wǎng)打通的視頻監(jiān)控平臺采用千兆光網(wǎng)搭建鋼鐵制造企業(yè)統(tǒng)一的視頻監(jiān)控平臺。視頻終端方面，逐步使用高清數(shù)字攝模擬攝像頭接入平臺，實現(xiàn)智慧鋼廠監(jiān)控設(shè)備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、高清化，做到分層分級、應(yīng)求。在統(tǒng)一視頻采集平臺建設(shè)過程中，將傳統(tǒng)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)升級為千兆光網(wǎng)，最大限度利舊原有署空間，替換組網(wǎng)復(fù)雜的以太網(wǎng)絡(luò)，并通過千兆光網(wǎng)的切片技術(shù)實現(xiàn)各區(qū)域業(yè)務(wù)的隔離、分域圖13是采用千兆光網(wǎng)搭建的鋼鐵制造企業(yè)統(tǒng)一的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，能夠承載上萬路高清考智慧鋼廠“Allinone”的建設(shè)思路，將鋼過建設(shè)統(tǒng)一的視頻監(jiān)控平臺，鋼鐵制造企業(yè)能夠為生產(chǎn)、安保、環(huán)保、工程、檢修、人力、質(zhì)多管理要求提供一體化可視的高清視頻數(shù)據(jù)，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)資源的4.3.4建立雙千兆接入的數(shù)采系統(tǒng)當前鋼鐵生產(chǎn)現(xiàn)場存在著大量高密度泛在連接場景，工業(yè)智能運維采集終端企業(yè)嘗試采用5G作為設(shè)備狀態(tài)信息采集的方式，在一些生產(chǎn)區(qū)域應(yīng)用5G獲取高爐、轉(zhuǎn)爐、軋機等重點設(shè)備運行和狀態(tài)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)設(shè)備在線健康監(jiān)測、預(yù)測性維護及故障診斷。然而鋼鐵制造企業(yè)生產(chǎn)流區(qū)金屬遮蔽物多，5G專網(wǎng)建網(wǎng)上存在不易進行無線接入升級的節(jié)點或存在無線信號盲區(qū)，而對于部分盲區(qū)節(jié)點，采用5G微站補盲方式建設(shè)周期長、成本高。通過部署千兆光網(wǎng)能夠有效解決5G信號盲點問題，圖14是采用千兆光網(wǎng)實現(xiàn)非無線/盲區(qū)節(jié)點的覆蓋示意圖，能夠接入鐵路站點信號的道岔設(shè)備、信號機設(shè)備及軌道電路工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)建設(shè)指南白皮書（2023）4.3.5構(gòu)建工業(yè)PON千兆光網(wǎng)承載底座人、工業(yè)PAD等；工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)接入固定位置PLC，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、無線補盲等；?辦公網(wǎng)：建設(shè)工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)接入會議終端、IP電話、辦公電腦等辦公業(yè)務(wù)終端；移動終端辦公可用5G接入?安防網(wǎng)：建設(shè)工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)，接入安防攝像頭、門禁等安防監(jiān)控類業(yè)務(wù)終端；5G可用于臨時高危檢針對鋼鐵企業(yè)的業(yè)務(wù)特點，千兆光網(wǎng)采用可靠性保障、網(wǎng)絡(luò)切片、融合組網(wǎng)、智能運維的解（1）可靠性保障鋼鐵行業(yè)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的可靠性要求極高，在網(wǎng)絡(luò)冗余保護方面，建議采用TYPEC保護拓撲。其中工業(yè)PON的OLT設(shè)備采用主備雙OLT的冗余保護方案，能夠?qū)鬏旀溌诽峁┬∮?0ms的保護倒換能力。（2）網(wǎng)絡(luò)切片鋼鐵企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全有很高要求，多種業(yè)務(wù)子網(wǎng)需要具備獨立管理能力。部署方案上，利用工業(yè)PON的網(wǎng)絡(luò)切片能力，將物理OLT設(shè)備虛擬化為多個邏輯設(shè)備切片，以切片為單位對應(yīng)企業(yè)內(nèi)的不同管理域。建設(shè)與5G協(xié)同的千兆光網(wǎng)底座，結(jié)合邊緣計算、AI、大數(shù)據(jù)、云計算等新型技術(shù)，能夠滿足鋼鐵制造企業(yè)高效生產(chǎn)、安全監(jiān)控、環(huán)保監(jiān)測、智慧辦公、智能運維等需求，提升企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)效率，業(yè)管理結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)安全、綠色、高效的運營。圖15是鋼鐵制造企業(yè)千兆光網(wǎng)和5G網(wǎng)絡(luò)融合組網(wǎng)建設(shè)方案示意圖，采用工業(yè)PON技術(shù)。圖15鋼鐵企業(yè)千兆光網(wǎng)與5G網(wǎng)絡(luò)融合組網(wǎng)建設(shè)方案由于部分大型鋼鐵企業(yè)已經(jīng)布局5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，因此在部署網(wǎng)絡(luò)時，采用“雙千兆”網(wǎng)絡(luò)作為網(wǎng)絡(luò)底座，實現(xiàn)業(yè)務(wù)聯(lián)動、監(jiān)控分析、集中管控，同時結(jié)合AI、云計算、大數(shù)據(jù)等新型技術(shù)，構(gòu)建安全、綠色、高?生產(chǎn)網(wǎng)：部署工業(yè)PON+5G網(wǎng)絡(luò)，雙千兆接入。5G網(wǎng)絡(luò)接入鐵水運輸、無人天車、AGV、機器（3）融合組網(wǎng)部分鋼鐵企業(yè)部署“雙千兆”融合的網(wǎng)絡(luò)底座，以工業(yè)ONU作為融合組網(wǎng)接入單元，將其配置為5G和PON雙上行的設(shè)備形態(tài)，以提供有線和無線數(shù)據(jù)接入能力。此外，對于在工業(yè)內(nèi)網(wǎng)部署MEC的企業(yè)，可以通過工業(yè)PON將數(shù)據(jù)通過OLT傳輸?shù)組EC，5G的用戶面數(shù)據(jù)通過UPF本地分流以后也會連接到MEC，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)計算、分析和應(yīng)用平臺。（4）智能運維為了有效解決企業(yè)IT人力資源短缺、運維成本高的問題，工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)需要部署智能運維系統(tǒng)，能夠感知業(yè)務(wù)質(zhì)量，基于感知分析實現(xiàn)故障范圍定界，最終精準定位故障源頭，為用戶提供業(yè)務(wù)質(zhì)量運維系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集并與AI結(jié)合，實現(xiàn)整網(wǎng)質(zhì)量4.4冶金制造領(lǐng)域（1）制造水平有待提升，需突破高端產(chǎn)品制造難點冶金制造位于產(chǎn)業(yè)鏈的前端，經(jīng)歷了70年代技術(shù)與裝備引進、80年代消化吸收和90年代以后自主創(chuàng)新幾個典型階段，冶金制造的產(chǎn)能位于世界第一梯隊水平，但技術(shù)、裝備、裝置運行水平及高端產(chǎn)品開發(fā)與發(fā)達國家的先進水平存在差距，需要先進數(shù)字化，信息化技術(shù)賦能突破高端產(chǎn)品制造難點。而高端產(chǎn)品制造往往需要高度精確的工業(yè)控制和質(zhì)量監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)超高速、低延遲、高穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境，這對于實時監(jiān)控生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵參數(shù)（如溫度、壓力、成分等）工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)建設(shè)指南白皮書（2023）（2）生產(chǎn)數(shù)據(jù)利用率不高，智能化能力不強冶金制造生產(chǎn)過程產(chǎn)數(shù)的工業(yè)數(shù)據(jù)量非常龐大，不僅包括生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備運行和環(huán)境數(shù)據(jù)，還絡(luò)運行數(shù)據(jù)，以TB計，但由于技術(shù)能力及認知等原因，導(dǎo)致生產(chǎn)數(shù)據(jù)利用率不高，基于PLC/DCS的計算機管理與控制系統(tǒng)控制管理功能有限，依舊存在大量依賴人的經(jīng)驗和指示，與智能化生產(chǎn)（3）集成化控制與管理能力不強傳統(tǒng)的以ERP、MES、PLC/DCS為代表的計算機管理與控制系統(tǒng)實現(xiàn)體系存在系統(tǒng)相對封閉和獨立的問題，生產(chǎn)過程產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)和信息難以共享和互聯(lián)互通，受硬件制約，各組成部分的高性能運算處理等能力較弱，導(dǎo)致現(xiàn)有計算機管理與控制系統(tǒng)的集成性、智針對上述痛點，冶金制造企業(yè)在升級智能制造過程中，需要的信息需要建立滿足高端制造要系統(tǒng)、一體化、智能化的企業(yè)信息管理系統(tǒng)，并建立工業(yè)控制系統(tǒng)的智能化決策能力，構(gòu)建底座，幫助企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提高智能制造水平，提升企業(yè)4.4.1建立千兆光網(wǎng)互聯(lián)的工業(yè)控制系統(tǒng)冶金領(lǐng)域向高端產(chǎn)品制造轉(zhuǎn)型升級需要建立高度精確的工業(yè)控制系統(tǒng)，以便能夠根據(jù)冶金生鍵參數(shù)（如溫度、壓力、成分等）進行實時控制。采用千兆光網(wǎng)、5G、邊緣計算、工業(yè)云等信息技術(shù)，結(jié)合基于冶金生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)中的PLC/DCS的管控系統(tǒng)，建立千兆全光工業(yè)控制系統(tǒng)，依托千兆光網(wǎng)的超高速、低時延、確定性的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境，幫助企業(yè)在生產(chǎn)流程優(yōu)化、缺陷預(yù)防等方面取得突破，提如圖16所示，千兆光網(wǎng)工業(yè)控制系統(tǒng)包括工業(yè)PON（光線路終端OLT、光網(wǎng)絡(luò)單元ONU、光分配網(wǎng)絡(luò)ODN等）、5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（5G終端、5G基站等）、防火墻、以及連接架構(gòu)等。采用“有線為主、無線為輔”的組網(wǎng)方式，其硬件平臺采用扁平化設(shè)計思路，將千兆光網(wǎng)作為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的連接架設(shè)備可以通過虛擬或真實的連接網(wǎng)關(guān)接入，確保數(shù)據(jù)傳輸實時性，實現(xiàn)硬件平臺中各類設(shè)備的互操作。企業(yè)大數(shù)據(jù)中心和企業(yè)智能運行平臺則通過防火墻與連接架構(gòu)連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的（1）在冶金制造環(huán)境中，數(shù)據(jù)通信多為高頻率小數(shù)據(jù)包通信，需要保證數(shù)據(jù)通信的實時性、確定性和抗干擾能力，其中實現(xiàn)確定性低時延傳輸是主要問題。采用千兆光網(wǎng)確定性技術(shù)體系，在端到端度、工業(yè)PON確定性能力互操作接口及模型、設(shè)備單鏈路控制功能等三個方面進行了技術(shù)創(chuàng)新，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)確定性關(guān)鍵能力指標：時延<200μs，抖動<30μs，可靠性99.999%，能夠滿足冶金領(lǐng)域向高端制（2）不僅能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)與制造過程眾多設(shè)備（系統(tǒng)）的網(wǎng)絡(luò)連接，互聯(lián)互通，還能夠?qū)崿F(xiàn)多協(xié)議兼容的異（3）基于連接架構(gòu)和接入網(wǎng)關(guān)，采用面向不同設(shè)備、不同數(shù)據(jù)格式、不同信息模型的綜合性統(tǒng)一接入技術(shù)（4）在智能采集與智能傳感基礎(chǔ)上，采用大數(shù)據(jù)驅(qū)動的工業(yè)人工智能技術(shù)，利用PLC/DCS、邊緣控制系統(tǒng)與工業(yè)云平臺，采用端-邊-云協(xié)同方式實現(xiàn)生產(chǎn)與制造過程智能自主優(yōu)化控制等新功能。4.4.2建立一體化、智能化的企業(yè)信息管理系統(tǒng)工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)建設(shè)指南白皮書（2023）一體化、智能化的企業(yè)信息管理系統(tǒng)管理系統(tǒng)中的千兆光網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理能力模塊如圖17所示，其中網(wǎng)絡(luò)管理功能基于工業(yè)PON的SDN智能化運維技術(shù)，支持OLT和PON網(wǎng)絡(luò)端到端的數(shù)據(jù)采集、支持海量數(shù)據(jù)的并發(fā)計算和分析處理、支持主動的網(wǎng)絡(luò)故障分析和預(yù)測、支持網(wǎng)絡(luò)故障場景的KPI回放。為工業(yè)互聯(lián)應(yīng)用場景，提供云化網(wǎng)絡(luò)管理、控制和分析優(yōu)化的全流程功能，為企業(yè)提供高質(zhì)量、高體驗的網(wǎng)工業(yè)數(shù)采網(wǎng)關(guān)管理功能面向工業(yè)互聯(lián)場景，提供平臺開放、云化彈性部署的統(tǒng)一管理能設(shè)備統(tǒng)一接入、海量數(shù)據(jù)采集分析、行業(yè)應(yīng)用快速上線的4.4.3建立工業(yè)控制系統(tǒng)的智能化決策能力將人工智能算法與基于千兆光網(wǎng)的工業(yè)控制系統(tǒng)結(jié)合，能夠建立面向復(fù)雜工業(yè)過程下的智能化決其中控制系統(tǒng)負責(zé)執(zhí)行邏輯和回路控制算法，并采集控制系統(tǒng)輸入輸出數(shù)據(jù)；工業(yè)云平臺負責(zé)以前時刻所有輸入輸出數(shù)據(jù)校正邊緣控制系統(tǒng)中的人工智能算法參數(shù)，決策和優(yōu)化生產(chǎn)工藝參控制系統(tǒng)負責(zé)執(zhí)行實現(xiàn)高性能控制、設(shè)定值優(yōu)化決策、工況感知等功能的人工智能算法，從而在智能化決策過程中，將工業(yè)過程的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸至云端處理往往會帶來的數(shù)據(jù)傳輸題，這使得云端數(shù)據(jù)處理能力開始下沉，更加貼近數(shù)據(jù)源頭，因此邊緣計算成為工業(yè)控制系統(tǒng)升決策能力的關(guān)鍵。依托千兆光網(wǎng)構(gòu)建邊云協(xié)同方式，可以利用千兆光網(wǎng)的邊緣計算網(wǎng)關(guān)，對采集行預(yù)處理，能夠更好地支撐云端應(yīng)用；反之，云計算通過大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化輸出的業(yè)務(wù)規(guī)則或模型千兆光網(wǎng)下發(fā)到邊緣側(cè)，使邊緣計算網(wǎng)關(guān)能夠基于新的業(yè)務(wù)規(guī)則或4.4.4構(gòu)建工業(yè)PON千兆光網(wǎng)承載底座冶金制造企業(yè)千兆光網(wǎng)整體建設(shè)方案如圖19所示，采用工業(yè)PON技術(shù)，整體方案為“端-邊-云”架構(gòu)?！岸?邊-云”之間利用工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)系統(tǒng)連接、數(shù)據(jù)的采集與傳輸和工況感知等控制業(yè)務(wù)。將工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)作為整個廠區(qū)數(shù)據(jù)傳輸骨干網(wǎng)，搭建基于工業(yè)PON的工業(yè)控制千兆全光網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)工業(yè)PON在生產(chǎn)全流程的一網(wǎng)到底。能夠提高生產(chǎn)制造智能化水平、提高產(chǎn)量，降針對冶金制造企業(yè)的業(yè)務(wù)特點，工業(yè)PON采用多協(xié)議兼容、低時延確定性、智能運維、邊緣計算的解決方·（1）多協(xié)議兼容生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)由生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)來源不同主要分為兩類。第一類是以PLC控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)的冶金生產(chǎn)過程中的電流、電壓等生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集利用邊緣網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)口與PLC控制系統(tǒng)連接，通過工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)自服務(wù)平臺配置相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議下發(fā)至ONU，實現(xiàn)對PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)的采集。同時依據(jù)現(xiàn)場需求，定義數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋毕蚪涌冢瑢崿F(xiàn)北向數(shù)據(jù)上報。同樣由工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)自服務(wù)平臺配置相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸接口，實現(xiàn)邊緣網(wǎng)關(guān)作為MQTT服務(wù)器端進行數(shù)據(jù)推送，分別在數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器與工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)自服務(wù)平臺搭建MQTT的客戶端實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收，完成網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)存儲過程，實現(xiàn)以PLC控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集。第二類數(shù)據(jù)傳輸為生產(chǎn)能耗需量數(shù)據(jù)，需量數(shù)據(jù)的采集過程利串口（RS485）與生產(chǎn)功率表實現(xiàn)物理連接，通過PON網(wǎng)絡(luò)自服務(wù)平臺下發(fā)基于串口的數(shù)據(jù)采集協(xié)議實現(xiàn)功率表數(shù)據(jù)采集，同時配置MQTT實現(xiàn)對數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器的北向數(shù)據(jù)傳輸與存儲。工業(yè)制造企業(yè)千兆光網(wǎng)建設(shè)指南白皮書（2023）·（2）低時延確定性針對流程行業(yè)閉環(huán)數(shù)據(jù)的確定性傳輸需求，利用工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)替代傳統(tǒng)的工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)閉環(huán)數(shù)據(jù)的傳輸。通過實時計算閉環(huán)數(shù)據(jù)傳輸過程的帶寬、時延需求，上報數(shù)據(jù)至工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)自服務(wù)平臺，對工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)傳輸資源進行整體調(diào)度保證閉環(huán)數(shù)據(jù)傳輸過程的確定性，實現(xiàn)基于工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)的熔化電流閉環(huán)·（3）智能運維冶金生產(chǎn)過程中基于工業(yè)PON構(gòu)建的工業(yè)控制系統(tǒng)采用智能化運維技術(shù)，能夠?qū)崟r采集的網(wǎng)絡(luò)運行性能、健康狀態(tài)數(shù)據(jù)（如網(wǎng)絡(luò)帶寬、時延、誤碼丟包等并基于海量數(shù)據(jù)進行并發(fā)計人工智能技術(shù)，能夠向用戶提供網(wǎng)絡(luò)故障自動檢測和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)主動預(yù)測能力，提供網(wǎng)絡(luò)故障場景的KPI回放，幫助企業(yè)降低運維門檻，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自運維，節(jié)約了·（4）邊緣計算廠區(qū)生產(chǎn)過程監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)利用到了工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇髱捘芰?，利用?shù)據(jù)傳輸ONU接入廠區(qū)各個監(jiān)控攝像頭，分別實現(xiàn)了廠區(qū)生產(chǎn)過程、廠區(qū)倉儲車間、廠區(qū)人員管理的監(jiān)控。廠區(qū)生視頻的生產(chǎn)工況診斷業(yè)務(wù)，同樣利用工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)的邊緣網(wǎng)關(guān)，基于邊緣網(wǎng)關(guān)的二次開發(fā)與微服務(wù)部署能力，利用Docker技術(shù)將生產(chǎn)過程異常工況診斷AI算法模型嵌入到邊緣網(wǎng)關(guān)。邊緣網(wǎng)關(guān)通過網(wǎng)線接入生產(chǎn)過程，如熔煉等的監(jiān)控攝像頭，實時采集過程視頻并進行推理，在AI算法檢測到生產(chǎn)過程發(fā)生異常工況時，實時上報數(shù)據(jù)至工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)自服務(wù)平臺與數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器，輔助生產(chǎn)工人進行異常處理等工作，進而實現(xiàn)工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)的控制數(shù)據(jù)承載。4.5通信設(shè)備制造領(lǐng)域通信設(shè)備制造企業(yè)遇到的痛點難點主要集中在（1）缺乏生產(chǎn)過程全流程的數(shù)智化管理能力傳統(tǒng)設(shè)備制造缺乏數(shù)字化管理手段，一方面數(shù)據(jù)準確生產(chǎn)延誤和生產(chǎn)中斷等問題。另一方