工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新技術(shù)與應(yīng)用

1、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新技術(shù)與應(yīng)用目 錄 HYPERLINK l _bookmark0 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)概述1 HYPERLINK l _bookmark1 工業(yè)園區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀1 HYPERLINK l _bookmark2 工業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀2 HYPERLINK l _bookmark3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)涵5 HYPERLINK l _bookmark4 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)利益相關(guān)方6 HYPERLINK l _bookmark29 2. 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新技術(shù)與應(yīng)用71 HYPERLINK l _bookmark30 2.1 WI-FI 671 HYPERLINK l _book

2、mark31 WIA74 HYPERLINK l _bookmark32 TSN76 HYPERLINK l _bookmark33 OPC UA79 HYPERLINK l _bookmark34 室內(nèi)無線定位技術(shù)81 HYPERLINK l _bookmark35 大二層86 HYPERLINK l _bookmark36 SDN91 HYPERLINK l _bookmark37 NFV93 HYPERLINK l _bookmark38 工業(yè) PON 技術(shù)96 HYPERLINK l _bookmark39 1.10 5G98 PAGE 36 PAGE 37 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)概述工業(yè)

3、園區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀工業(yè)園區(qū)作為推進(jìn)我國改革開放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要載體， 一直被視為經(jīng)濟(jì)建設(shè)的主戰(zhàn)場。近年來，隨著城市化快速推進(jìn)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，工業(yè)園區(qū)的建設(shè)和發(fā)展取得了顯著成效，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。目前全國各地已有近五百個(gè)國家級(jí)的經(jīng)開區(qū)、出口加工區(qū)、保稅區(qū)等，省級(jí)各類開發(fā)區(qū)超一千個(gè)，全國各類工業(yè)園區(qū)超兩萬個(gè)。根據(jù)工業(yè)園區(qū)的發(fā)展規(guī)模，我國工業(yè)園區(qū)發(fā)展可分為三個(gè)階段：1979 年-1990 年為工業(yè)園區(qū)的創(chuàng)建試點(diǎn)期；1991 年-2000 年為工業(yè)園區(qū)的高速增長期；2001 年到現(xiàn)今為工業(yè)園區(qū)的穩(wěn)定和優(yōu)化期。根據(jù)工業(yè)園區(qū)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)種類劃分，可將工業(yè)園區(qū)劃分為綜合類工業(yè)園區(qū)、行業(yè)類工業(yè)園區(qū)、靜脈產(chǎn)

4、業(yè)類工業(yè)園區(qū)。綜合類工業(yè)園區(qū)是由不同工業(yè)行業(yè)的企業(yè)組成的工業(yè)園區(qū)，主要指在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)等工業(yè)園區(qū)基礎(chǔ)上改造而成的工業(yè)園區(qū)。行業(yè)類工業(yè)園區(qū)以某一類工業(yè)行業(yè)的一個(gè)或幾個(gè)企業(yè)為核心，通過物質(zhì)和能量的繼承，在更多同類企業(yè)或相關(guān)行業(yè)企業(yè)間建立共生關(guān)系的工業(yè)園區(qū)。靜脈產(chǎn)業(yè)類工業(yè)園區(qū)以從事垃圾回收和再資源化利用的企業(yè)為主體建設(shè)的一類工業(yè)園區(qū)。根據(jù)工業(yè)園區(qū)批準(zhǔn)建設(shè)部門劃分，可分為國家級(jí)工業(yè)園區(qū)和?。ㄊ校┘?jí)及其他工業(yè)園區(qū)。其中，國家級(jí)工業(yè)園區(qū)統(tǒng)一由國務(wù)院批準(zhǔn)建設(shè)。該類工業(yè)園區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、土地等資源利用、經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)等全部由中央政府統(tǒng)一管理。?。ㄊ校┘?jí)及其他工業(yè)園區(qū)，主要由省市人民政府批準(zhǔn)建設(shè)的工

5、業(yè)園區(qū)，不同于國家級(jí)工業(yè)園區(qū)的管理模式，該類工業(yè)園區(qū)相關(guān)管理權(quán)限是由地方政府決策。從園區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)構(gòu)成的主體來看，可以分為兩種:一是單個(gè)企 業(yè)或集團(tuán)的私有園區(qū)。通常私有園區(qū)聚集配套企業(yè)較少，以生產(chǎn)和經(jīng)營活動(dòng)為主，實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)經(jīng)營區(qū)同生活區(qū)的分離， 采用封閉、半封閉式管理。當(dāng)前，私有園區(qū)的建設(shè)取得了顯著 成效，由于中小型企業(yè)缺少共有園區(qū)管理支持，私有園區(qū)開發(fā) 商針對(duì)中小型企業(yè)在公司建立和維護(hù)日常運(yùn)作的需求，向中小 企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)、建廠機(jī)制、辦公場所、協(xié)助項(xiàng)目審批等業(yè) 務(wù)支持。二是由多個(gè)企業(yè)聚集的公有園區(qū)。公有園區(qū)聚集各種 生產(chǎn)要素，工業(yè)化的集約強(qiáng)度高，突出產(chǎn)業(yè)特色，優(yōu)化功能布 局。工業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)

6、發(fā)展現(xiàn)狀隨著互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代的到來，互聯(lián)網(wǎng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)深度融合，不斷催生新應(yīng)用、新服務(wù)、新業(yè)態(tài)、新方向，深刻改變了人們的生產(chǎn)方式、生活方式以及思維和認(rèn)知方式，直接推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展。在這種大背景和大趨勢(shì)下，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的發(fā)展方向、發(fā)展模式、建設(shè)方式等均面臨著新挑戰(zhàn)和新需求。對(duì)此，產(chǎn)業(yè)園區(qū)需以新一代信息技術(shù)利用為契機(jī)，緊密圍繞企業(yè)快速發(fā)展需求，快速提升自身服務(wù)水平和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展，獲取信息化環(huán)境下的核心競爭能力。網(wǎng)絡(luò)作為工業(yè) 園區(qū)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，通過融合新一代信息與通信技術(shù)， 具備迅捷信息采集、高速信息傳輸、高度集中計(jì)算、智能事務(wù) 處理和無所不在的服務(wù)提供能力，可以實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)及

7、時(shí)、互動(dòng)、整合的信息感知、傳遞和處理，可以顯著提高園區(qū)產(chǎn)業(yè)集聚能 力、企業(yè)經(jīng)濟(jì)競爭力、園區(qū)可持續(xù)發(fā)展能力。工業(yè)園區(qū)的配套設(shè)施建設(shè)一直聚焦于交通運(yùn)輸、供水、供電、排污等市政基礎(chǔ)設(shè)施，園區(qū)信息化建設(shè)起步晚、時(shí)間短， 信息化配套設(shè)施及服務(wù)還不夠完善。目前工業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)存在的問題可以歸納為以下幾點(diǎn)：1、工業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)無法滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新業(yè)務(wù)需求。 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展對(duì)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提出了更高的要求和需求。傳統(tǒng)層級(jí)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)影響了信息交互的效率。現(xiàn)階段園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)層面承擔(dān)不同的網(wǎng)絡(luò)功能，都需要用戶來進(jìn)行接入和控制。隨著園區(qū)內(nèi)企業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、用戶數(shù)目增多，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)功能上不斷激增，網(wǎng)絡(luò)

8、部署和管理會(huì)變得復(fù)雜。2、工業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)寬帶性價(jià)比低，不足以支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推廣應(yīng)用。海量數(shù)據(jù)對(duì)容量和帶寬提出更高的要求，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)須建立在連續(xù)采樣、大體量的工業(yè)大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，而海量數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬、穩(wěn)定性和覆蓋率提出更高的要求。多數(shù)工業(yè)園區(qū)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)以滿足辦公、生產(chǎn)相關(guān)的軟件應(yīng)用為主，傳輸速率、覆蓋率、穩(wěn)定性不足以支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用；工業(yè)專線寬帶價(jià)格偏高，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)在設(shè)備、安裝、使用、入場等費(fèi)用上都有差別，相同帶寬的商用產(chǎn)品收費(fèi)較高，存在較大的價(jià)格調(diào)整空間；工業(yè)寬帶的發(fā)展環(huán)境還不成熟，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求迫切性沒有體現(xiàn)，需求沒有完全釋放，國家對(duì)工業(yè)領(lǐng)域的寬帶支持政策尚有欠缺。3、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)

9、絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，產(chǎn)品集成難以實(shí)現(xiàn)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)企業(yè)、機(jī)器、產(chǎn)品、用戶之間全流程、全方位、實(shí)時(shí)的互聯(lián)互通，達(dá)到研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)的高度協(xié)同，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化提出了新要求，需要制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)和安全標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性普遍存在，網(wǎng)絡(luò)接口不同，統(tǒng)一的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)尚未制定，嚴(yán)重制約著產(chǎn)品、服務(wù)的集成。另外，由于缺乏較多典型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用成功案例的示范引領(lǐng)，使很多企業(yè)難以下定決心改變現(xiàn)在的生產(chǎn)和經(jīng)營模式。4、綜合網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)集成企業(yè)缺乏，不能滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施連接成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)，使人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與

10、機(jī)器、服務(wù)與服務(wù)之間能夠互聯(lián)，最終支撐智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個(gè)性化定制和服務(wù)化延伸等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新模式新業(yè)務(wù)的實(shí)施，這對(duì)系統(tǒng)集成企業(yè)提出了更高的要求。目前，系統(tǒng)集成企業(yè)主要分布于各個(gè)細(xì)分行業(yè)，從事分領(lǐng)域的系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)，能提供綜合網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)集成服務(wù)的集成商較少， 難以滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求。5、缺乏工業(yè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全保障體系。工業(yè)控制系統(tǒng)的安全防護(hù)措施普遍不足，利用工業(yè)控制系統(tǒng)的漏洞感染數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，從而導(dǎo)致工業(yè)設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)丟失等安全事件時(shí)有發(fā)生，工業(yè)控制系統(tǒng)存在的安全隱患不容小覷。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)涵工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)是一個(gè)國家或區(qū)域的政府根據(jù)自身經(jīng)濟(jì)發(fā)展的內(nèi)在要求，通過行政或

11、市場手段劃出一塊區(qū)域，聚集各種生產(chǎn)要素，并利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)各項(xiàng)使能技術(shù)，構(gòu)建工業(yè)環(huán)境下人、機(jī)、物全面互聯(lián)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)工業(yè)研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售、管理、服務(wù)等產(chǎn)業(yè)全要素的泛在互聯(lián)，支持工業(yè)數(shù)據(jù)的開放流動(dòng)與深度融合，推動(dòng)工業(yè)資源的優(yōu)化集成與高效配置、支撐工業(yè)應(yīng)用的創(chuàng)新升級(jí)與推廣普及，從而使之成為功能布局優(yōu)化、結(jié)構(gòu)層次合理、產(chǎn)業(yè)特色鮮明的新型工業(yè)企業(yè)聚集發(fā)展區(qū)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)是指在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)內(nèi)部部署的以實(shí)現(xiàn)園區(qū)企業(yè)設(shè)備互聯(lián)和信息互通的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，由園區(qū)到廠區(qū)、由管理到生產(chǎn)的綜合性基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)主要由工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)、企業(yè)信息網(wǎng)、園區(qū)公共服務(wù)網(wǎng)以及云基礎(chǔ)設(shè)施組成。其中：工業(yè)

12、生產(chǎn)網(wǎng)是指部署在工廠內(nèi)部的，用以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場各類生產(chǎn)設(shè)備、傳感器、執(zhí)行器、工控機(jī)等互聯(lián)，以及工業(yè)數(shù)據(jù)采集、工業(yè)操控與維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)；企業(yè)信息網(wǎng)是指部署在各企業(yè)內(nèi)部的辦公區(qū)域內(nèi)，用以實(shí)現(xiàn)部門互通的網(wǎng)絡(luò)；園區(qū)公共服務(wù)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)工業(yè)企業(yè)間互聯(lián)互通并向園區(qū)內(nèi)各企業(yè)提供基礎(chǔ)公共服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)；云基礎(chǔ)設(shè)施作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)內(nèi)部信息匯聚的重要基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)多家企業(yè)私有云和公有云的承載。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)利益相關(guān)方工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的核心是建設(shè)低延時(shí)、高可靠、廣覆蓋的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，集合網(wǎng)絡(luò)、軟件、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在工業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)的無縫傳遞，支撐形成實(shí)時(shí)感知、協(xié)同交互、智能反饋的生產(chǎn)模式

13、，提升園區(qū)產(chǎn)業(yè)服務(wù)水平，提高服務(wù)的明確性、高效性、靈活性，建立自主創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)利益相關(guān)方包括四種角色，分別是建設(shè)方、運(yùn)營方、維護(hù)方、使用方。建設(shè)方是指執(zhí)行工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)建設(shè)計(jì)劃，組織、督促基本建設(shè)工作，支配、使用基本建設(shè)投資的基層單位。一般表現(xiàn)為：行政上有獨(dú)立的組織形式，經(jīng)濟(jì)上實(shí)行獨(dú)立核算，編有獨(dú)立的總體設(shè)計(jì)和基本建設(shè)計(jì)劃，是基本建設(shè)法律關(guān)系的主體。運(yùn)營方是整個(gè)園區(qū)的內(nèi)部專門設(shè)置的對(duì)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)事宜進(jìn)行統(tǒng)一管理的單位。維護(hù)方負(fù)責(zé)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)。使用方一般是指入駐園區(qū)的各工業(yè)企業(yè)，他們從運(yùn)營方租用網(wǎng)絡(luò)等資源。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新技術(shù)與應(yīng)用Wi-Fi 6技術(shù)簡要介

14、紹Wi-Fi 6 是最新一代 Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)的簡稱。傳統(tǒng)上，我們直接使用 Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)號(hào)來描述 Wi-Fi 技術(shù)， 例如： 早期的802.11a/b/g/n，當(dāng)前主流的 802.11ac。為了便于用戶輕松了解其使用的 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)的先進(jìn)性，WFA 選擇使用數(shù)字序號(hào)來對(duì) Wi- Fi 重新命名。根據(jù) WFA 的公告，現(xiàn)在的 Wi-Fi 命名分別對(duì)應(yīng)如下 802.11 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如表 3 所示。表 3802.11 標(biāo)準(zhǔn)與新命名發(fā)布年份802.11 標(biāo)準(zhǔn)頻段新命名2009802.11n2.4 GHz 或 5 GHzWi-Fi 42013802.11ac wave15 GHzWi-Fi 52

15、015802.11ac wave25 GHz2019802.11ax2.4 GHz 或 5 GHzWi-Fi 6Wi-Fi 6 提供了大量新功能，包括增加的吞吐量和更快的速度、支持更多的并發(fā)連接等。同時(shí)，Wi-Fi 6 兼容之前的標(biāo)準(zhǔn)， Wi-Fi 4 和Wi-Fi 5 終端可以無縫接入 Wi-Fi 6 網(wǎng)絡(luò)。對(duì)比 Wi- Fi 5，Wi-Fi 6 增加了許多針對(duì)高密部署場景的新特性。技術(shù)特點(diǎn)Wi-Fi 6 引入了一系列新特性，從而獲得更多的技術(shù)優(yōu)勢(shì)， 能夠有效的提高 Wi-Fi 使用效果，擴(kuò)展應(yīng)用范圍。OFDMA 頻分復(fù)用技術(shù)Wi-Fi 6 中引入了一種更高效的數(shù)據(jù)傳輸模式-OFDMA，通過

16、將子載波分配給不同用戶并在 OFDM 系統(tǒng)中添加多址的方法來實(shí)現(xiàn)多用戶復(fù)用信道資源。更細(xì)的信道資源分配，使得系統(tǒng)效率更高，并能提供更好的 QOS。2)DL/UL MU-MIMO 技術(shù)MU-MIMO 使用信道的空間分集來在相同帶寬上發(fā)送獨(dú)立的數(shù)據(jù)流，與 OFDMA 不同，所有用戶都使用全部帶寬，從而帶來多路復(fù)用增益。終端受天線數(shù)量受限于尺寸，一般來說只有 1 個(gè)或 2 個(gè)空間流（天線），比 AP 的空間流（天線）要少，因此，在 AP 中引入 MU-MIMO 技術(shù)，同一時(shí)刻就可以實(shí)現(xiàn) AP 與多個(gè)終端之間同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，大大提升了吞吐量。Wi-Fi 5 支持了DL MU- MIMO 特性，Wi-Fi

17、 6 增加了對(duì)UL MU-MIMO 技術(shù)的支持。更高階的調(diào)制技術(shù) (1024-QAM)Wi-Fi 5 采用的 256-QAM 正交幅度調(diào)制，每個(gè)符號(hào)傳輸 8bit 數(shù)據(jù)（28=256），Wi-Fi 6 將采用 1024-QAM 正交幅度調(diào)制，每個(gè)符號(hào)位傳輸 10bit 數(shù)據(jù)（210=1024），Wi-Fi 6 的單條空間流數(shù)據(jù)吞吐量提高了 25%。需要注意的是 Wi-Fi 6 中成功使用 1024-QAM 調(diào)制取決于信道條件，信道質(zhì)量要求高于其他調(diào)制類型。空分復(fù)用技術(shù)（SR） & BSS Coloring 著色機(jī)制Wi-Fi 6 中引入了一種新的同頻傳輸識(shí)別機(jī)制，滿足條件時(shí)， 兩個(gè) Wi-Fi

18、 設(shè)備可同信道同頻并行傳輸?？梢越档拖到y(tǒng)內(nèi)干擾， 提升系統(tǒng)容量。5）擴(kuò)展覆蓋范圍 (ER)Wi-Fi 6 標(biāo)準(zhǔn)采用 Long OFDM symbol 發(fā)送機(jī)制，每次數(shù)據(jù)發(fā)送持續(xù)時(shí)間從原來的 3.2us 提升到 12.8us，更長的發(fā)送時(shí)間可降低終端丟包率；另外 Wi-Fi 6 最小可僅使用 2MHz 頻寬進(jìn)行窄帶傳輸，有效降低頻段噪聲干擾，提升了終端接受靈敏度， 增加了覆蓋距離。技術(shù)典型應(yīng)用Wi-Fi 6 設(shè)計(jì)之初就是為了適用于高密度無線接入和高容量無線業(yè)務(wù)，比如室外大型公共場所、高密場館、室內(nèi)高密無線辦公、電子教室等場景。在這些場景中，接入 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)的客戶端設(shè)備將呈現(xiàn)巨大增長，另外，

19、還在不斷增加的語音及視頻流量也對(duì) Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)帶來挑戰(zhàn)，根據(jù)預(yù)測(cè)，到 2020 年全球移動(dòng)視頻流量將占移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的 50%以上，其中有 80%以上的移動(dòng)流量將會(huì)通過 Wi-Fi 承載。我們都知道 4K 視頻流（帶寬要求 30Mbps/人）、語音流（時(shí)延小于 30ms）、VR 流（帶寬要求 50Mbps/人，時(shí)延有小于 15ms）對(duì)帶寬和時(shí)延是十分敏感的，如果網(wǎng)絡(luò)擁塞或重傳導(dǎo)致 傳輸延時(shí)，將對(duì)用戶體驗(yàn)帶來較大影響。而現(xiàn)有的 Wi-Fi 5 網(wǎng)絡(luò)雖然也能提供大帶寬能力，但是隨著接入密度的不斷上升， 吞吐量性能遇到瓶頸。而 Wi-Fi 6 網(wǎng)絡(luò)通過 OFDMA、UL MU-MIMO、1024-

20、QAM 等技術(shù)使這些服務(wù)比以前更可靠，不但支持接入更多的客戶端，同時(shí)還能均衡每用戶帶寬。在工業(yè)園區(qū)場景中，Wi-Fi 6 的應(yīng)用場景豐富。例如：工業(yè)制造場景中存在大量高清視頻回傳以進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的場景，使用 Wi-Fi 6 可以同時(shí)提供支持更多的高清攝像頭同時(shí)回傳更高質(zhì)量的視頻數(shù)據(jù)，同時(shí)提高檢驗(yàn)質(zhì)量和效率。WIA技術(shù)簡要介紹工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò) WIA(Wireless Networks for Industrial Automation)技術(shù)是我國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高可靠、超低功耗的智能多跳無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，該技術(shù)提供一種自組織、自治愈的智能 Mesh 網(wǎng)絡(luò)路由機(jī)制，能夠針對(duì)應(yīng)用條件和環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化

21、，保持網(wǎng)絡(luò)性能的高可靠性和強(qiáng)穩(wěn)定性。目前 WIA 與Wireless HART、ISA100 并列為主流的工業(yè)無線技術(shù)體系。WIA 網(wǎng)絡(luò)由主控計(jì)算機(jī)、網(wǎng)關(guān)設(shè)備、路由設(shè)備、現(xiàn)場設(shè)備和手持設(shè)備 5 類物理設(shè)備構(gòu)成。此外還定義了兩類邏輯設(shè)備：網(wǎng)絡(luò)管理器、安全管理器，在實(shí)現(xiàn)時(shí)可位于網(wǎng)關(guān)或者主控計(jì)算機(jī)中。其中網(wǎng)關(guān)主要負(fù)責(zé) WIA 網(wǎng)絡(luò)與工廠內(nèi)的其它網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)映射，冗余網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)網(wǎng)關(guān)的熱備份，網(wǎng)絡(luò)管理者負(fù)責(zé)構(gòu)建由路由設(shè)備構(gòu)成的 Mesh 網(wǎng)絡(luò)及監(jiān)測(cè)全網(wǎng)性能，安全管理者負(fù)責(zé)路由設(shè)備及終端設(shè)備的密鑰管理與安全認(rèn)證。WIA 網(wǎng)絡(luò)采用星型和 Mesh 結(jié)合的兩層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。第一層是 Mesh 結(jié)構(gòu)，由網(wǎng)

22、關(guān)設(shè)備及路由設(shè)備構(gòu)成；第二層是星型結(jié)構(gòu)，由路由設(shè)備及終端設(shè)備或手持設(shè)備構(gòu)成。技術(shù)特點(diǎn)圖 15 WIA 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)支持?jǐn)U頻通信與窄帶通信WIA 網(wǎng)絡(luò)物理層工作頻帶低頻頻帶支持窄帶通信，其優(yōu)點(diǎn)是通信距離遠(yuǎn)，繞障能力好，同頻其它設(shè)備少，干擾較小；在高頻頻帶支持?jǐn)U頻通信，其優(yōu)點(diǎn)是通信速率高，抗干擾能力強(qiáng)。WIA 網(wǎng)絡(luò)可同時(shí)支持?jǐn)U頻通信與窄帶通信，并將它們無縫地集成到同一網(wǎng)絡(luò)中。兼容IEEE802.15.4、無線 HART 標(biāo)準(zhǔn)WIA 網(wǎng)絡(luò)在鏈路層兼容 IEEE802.15.4 的超幀結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行了擴(kuò)展。WIA 在應(yīng)用層支持 HART 命令和操作，兼容于現(xiàn)有的 HART 工具，應(yīng)用和系統(tǒng)集成技術(shù)。超低

23、能耗WIA 網(wǎng)絡(luò)支持簇內(nèi)的報(bào)文合并，通過簇首將多個(gè)簇成員的周期性報(bào)文合并，提高了報(bào)文中的有效數(shù)據(jù)比例，降低報(bào)文頭部的通信開銷，從而有效地降低了網(wǎng)絡(luò)開銷，延長了電池壽命。分層組織模式WIA 網(wǎng)絡(luò)在路由設(shè)備組成的 mesh 網(wǎng)絡(luò)中采用了集中式的管理策略，在終端設(shè)備組成的多個(gè)星型網(wǎng)絡(luò)中采用了分布式的管理策略。這種分層的組織模式，對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞木S護(hù)更加靈活、快速。6）高可靠自組織網(wǎng)絡(luò)WIA 網(wǎng)絡(luò)采用全網(wǎng)TDMA 模式,避免了報(bào)文沖突。通過跳頻通信方式提高了點(diǎn)到點(diǎn)通信的抗干擾能力。在鏈路層采用自動(dòng)請(qǐng)求重傳機(jī)制保證報(bào)文傳輸成功率。在網(wǎng)絡(luò)層采用智能 Mesh 路由機(jī)制提高了端到端通信的可靠性。技術(shù)典型應(yīng)用工業(yè)

24、無線網(wǎng)絡(luò) WIA 技術(shù)主要應(yīng)用于石油、石化、冶金、環(huán)保、污水處理等領(lǐng)域。通過使用工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò) WIA 技術(shù)，用戶可以以較低的投資和使用成本實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)全流程的“泛在感知”，獲取傳統(tǒng)由于成本原因無法在線監(jiān)測(cè)的重要工業(yè)過程參數(shù)，并 以此為基礎(chǔ)實(shí)施優(yōu)化控制，來達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)能降耗的 目標(biāo)。TSN技術(shù)簡要介紹TSN(Time Sensitive Networking，時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò))指在IEEE802.1 標(biāo)準(zhǔn)框架下，基于特定應(yīng)用需求制定的一組“子標(biāo)準(zhǔn)”，旨在為以太網(wǎng)協(xié)議建立“通用”的時(shí)間敏感機(jī)制，以確保網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間確定性。TSN 位于數(shù)據(jù)鏈路層，從底層架構(gòu)中改變了以太網(wǎng)的不確定性，觸發(fā)了以太

25、網(wǎng)本身的一次自我迭代。TSN 是一種具有有界傳輸時(shí)延、低傳輸抖動(dòng)和極低數(shù)據(jù)丟失率的高質(zhì)量實(shí)時(shí)傳輸網(wǎng)絡(luò)。它基于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，憑借時(shí)間同步、數(shù)據(jù)調(diào)度、負(fù)載整形等多種優(yōu)化機(jī)制，來保證對(duì)時(shí)間敏感數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、高效、穩(wěn)定、安全傳輸。TSN 通過一個(gè)全局時(shí)鐘和一個(gè)連接各網(wǎng)絡(luò)組件的傳輸調(diào)度器，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的確定性實(shí)時(shí)通信。調(diào)度器依據(jù)相應(yīng)調(diào)度策略，控制時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流的實(shí)際傳輸時(shí)間和傳輸路徑，以避免鏈路爭搶所導(dǎo)致的傳輸性能下降和不可預(yù)測(cè)性，從而保證時(shí)間敏感應(yīng)用的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)實(shí)時(shí)通信。當(dāng)前，IEEE 802.1 正在推進(jìn) TSN 系列標(biāo)準(zhǔn)的制定，核心內(nèi)容涵蓋時(shí)間同步、數(shù)據(jù)幀控制、數(shù)據(jù)流調(diào)度、傳輸可靠性保障等多個(gè)協(xié)議。我國也在

26、同步推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) TSN 系列標(biāo)準(zhǔn)的研制。技術(shù)特點(diǎn)時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）是由 IEEE 802 組開發(fā)的一套標(biāo)準(zhǔn)， 它提供以下功能：時(shí)間敏感應(yīng)用的定時(shí)和同步，IEEE802.1ASbt計(jì)劃流量的增強(qiáng)功能，IEEE802.1QbvFrame Preemption，IEEE802.1Qbu冗余網(wǎng)絡(luò)的路徑控制和保留，IEEE802.1Qca流保留協(xié)議 (SRP) 增 強(qiáng) 功 能 支 持 IEEE802.1Qbu/ IEEE802.1Qbv/ IEEE802.1 Qca/ IEEE802.1CB ， IEEE802.1Qcc無縫冗余，IEEE802.1CBTSN 技術(shù)有機(jī)會(huì)統(tǒng)一目前工業(yè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，未來

27、各廠家將可以基于統(tǒng)一的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)“TSN+IPv6”進(jìn)行數(shù)據(jù)協(xié)議設(shè)計(jì)和應(yīng)用開發(fā)，改變現(xiàn)有“煙囪式”的產(chǎn)業(yè)格局。 TSN 技術(shù)面向 1000Mbps 接口設(shè)計(jì)，兼容現(xiàn)在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)廣泛使用的 100M 接口，是工業(yè)網(wǎng)絡(luò)最被看好的向千兆以太網(wǎng)演進(jìn)的技術(shù)方案， 現(xiàn)有的PROFINET、EtherCAT、SERCOS III 等工業(yè)以太網(wǎng)均在研究與TSN 技術(shù)的兼容、互通和演進(jìn)問題。TSN 具備優(yōu)秀的上層支撐兼容能力， 能夠更好的支持IP/IPv6、TCP/UDP 等協(xié)議，實(shí)現(xiàn) OT 與 IT 網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)的融合； 并且能夠與上層的 DetNet、SDN 等技術(shù)的數(shù)據(jù)模型良好的兼容互通，更好的支撐各類上層應(yīng)

28、用；能夠解決工廠內(nèi)的數(shù)據(jù)互通 問題，將OPC-UA的數(shù)據(jù)采集延伸到現(xiàn)場級(jí)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)境全 方位實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)匯集。時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)能夠消除這種不確定性和不 可預(yù)測(cè)性，使分配的網(wǎng)絡(luò)帶寬恰滿足要求的時(shí)延，從而允許針 對(duì)應(yīng)用的實(shí)際需求進(jìn)行帶寬分配，既提高了帶寬利用率，也保 證了傳輸時(shí)延上限。技術(shù)典型應(yīng)用工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)存在大量對(duì)時(shí)間非常敏感的應(yīng)用，比如機(jī)械手臂控制、傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上報(bào)、音視頻文件傳輸、控制指令下發(fā)、工業(yè)機(jī)器人控制等。這些數(shù)據(jù)需要在確定時(shí)限內(nèi)發(fā)送到目標(biāo)，以支持工控設(shè)備和應(yīng)用的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)將基于通用的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)來建設(shè)，具備確定性網(wǎng)絡(luò)的屬性，能夠滿足工業(yè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于定時(shí)、安全和可靠性等方面的要求，

29、現(xiàn)有的專有工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)可以通過網(wǎng)關(guān)來連接到時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。利用 TSN 實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，改造傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)如下功能：減少時(shí)延：實(shí)現(xiàn)微妙級(jí)時(shí)延，納秒級(jí)時(shí)鐘同步高帶寬：Gb+數(shù)據(jù)傳輸，滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大容量數(shù)據(jù)傳輸要求互通性強(qiáng)：基于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，互通簡單，減少廠商對(duì)接和數(shù)據(jù)收集難度OPC UA技術(shù)簡要介紹在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的智慧工廠建設(shè)時(shí)，數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通成為關(guān)鍵。特別在工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集、傳輸與運(yùn)營中，我們需要對(duì)運(yùn)行的機(jī)器狀態(tài)、設(shè)備報(bào)警信息、產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行采集，不管上層架構(gòu)如何能夠進(jìn)行智能分析與優(yōu)化，如果缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與信息模型，都很難落地。OPC UA（OPC 統(tǒng)一架構(gòu)）是

30、一套安全、可靠且獨(dú)立于制造商和平臺(tái)，可使不同操作系統(tǒng)和不同制造商的設(shè)備之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,適用于工業(yè)通訊的數(shù)據(jù)交互規(guī)范。OPC UA 的目的是為工廠車間和企業(yè)之間的數(shù)據(jù)和信息傳遞提供一個(gè)與平臺(tái)無關(guān)的互操作性標(biāo)準(zhǔn)。OPC UA 已經(jīng)成為 IEC 標(biāo)準(zhǔn)，并在 2017 年成為中國國家標(biāo)準(zhǔn)，在 2018 年發(fā)布了基于Pub/Sub 的機(jī)制作為 OPC UA 的補(bǔ)充機(jī)制，在 Part 13 部分由 IEC 發(fā)布。通過 OPC UA 真正實(shí)現(xiàn) IT 與 OT 的融合，真正解決工業(yè)場景下數(shù)據(jù)互聯(lián)問題。目前OPC UA 技術(shù)還正在積極考慮與 TSN 等技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，提高數(shù)據(jù)互聯(lián)的實(shí)時(shí)性和可靠性，向現(xiàn)場設(shè)備

31、端延伸。技術(shù)特點(diǎn)OPC UA 具備以下特點(diǎn)：功能對(duì)等性：所有 COM OPC Classic 規(guī)范都映射到 UA平臺(tái)獨(dú)立性：從嵌入式微控制器到基于云的基礎(chǔ)設(shè)施， 橫向和縱向擴(kuò)展安全性：信息加密、身份驗(yàn)證和審核可擴(kuò)展性：添加新功能而不影響現(xiàn)有應(yīng)用程序的能力， 面向未來的框架供應(yīng)商特定擴(kuò)展信息元模型傳輸基本服務(wù)綜合信息建模：用于定義復(fù)雜信息圖 16 展示了 OPC UA 層模型架構(gòu)圖。合作商特定擴(kuò)展信息數(shù)據(jù)信息報(bào)警信息歷史信息程序機(jī)制技術(shù)典型應(yīng)用圖 16 OPC UA 層模型架構(gòu)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要在園區(qū)各個(gè)企業(yè)之間以及企業(yè)內(nèi)部建立各環(huán)節(jié)信息的無縫鏈接，實(shí)現(xiàn)底層設(shè)備、控制層、MES、ERP 的縱向集成。

32、主要解決企業(yè)內(nèi)部信息網(wǎng)絡(luò)與物理設(shè)備之間的聯(lián)通問題。如圖 17 所示，OPC UA 不僅僅針對(duì) MES、SCADA、PLC 和 DCS接口，而且也提供了更高級(jí)別功能之間的互操作性。OPC UAOPC UAOPC UAUA控制系統(tǒng)OPCSCADAMESHMI制造、產(chǎn)品和維護(hù)ERP、PLM、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)等相關(guān)企業(yè)RTU數(shù)據(jù)采集工業(yè)網(wǎng)絡(luò)PLC/DCS批量處理高級(jí)控制圖 17 OPC UA 應(yīng) 用 架 構(gòu)室內(nèi)無線定位技術(shù)技術(shù)簡要介紹位置服務(wù)是現(xiàn)代自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)能力之一。室外環(huán)境下， 我們可以使用基于衛(wèi)星的無線定位技術(shù)，例如：北斗系統(tǒng)；但 在室內(nèi)環(huán)境下，由于衛(wèi)星信號(hào)被屏蔽，必須使用其它的室內(nèi)定 位技

33、術(shù)。一般來說，室內(nèi)定位技術(shù)包括兩大類：無線室內(nèi)定位 技術(shù)和非無線室內(nèi)定位技術(shù)。非無線定位技術(shù)，例如：視覺定位，二維碼定位，激光定位，都需要專用終端進(jìn)行支持，且通常只能進(jìn)行客戶端定位。無線定位技術(shù)可以復(fù)用無線通信系統(tǒng)，投資少，且可以對(duì)通用終端進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)側(cè)定位，便于集中管理和業(yè)務(wù)部署。目前業(yè)界主流的無線定位技術(shù)可以按照?qǐng)D 18 進(jìn)行劃分?；趲缀味ㄎ粺o線定位技術(shù)分類CSI指紋RSSI基于指紋定位RSSITDoARTTAoA圖 18 無線定位技術(shù)細(xì)分指紋定位技術(shù)是指將實(shí)際環(huán)境中的位置和接收到的無線信 號(hào)的“指紋”特征聯(lián)系起來，一個(gè)位置對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)特的指紋。 將實(shí)時(shí)獲得的無線信號(hào)特征與預(yù)先建立好的無線信號(hào)

34、特征指紋 庫中的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，根據(jù)匹配結(jié)果來估計(jì)信號(hào)源的位置。基于幾何的定位技術(shù)是利用無線信號(hào)的到達(dá)角度、時(shí)間等參數(shù)，根據(jù)傳統(tǒng)的三角定位、三邊定位以及雙曲線定位法對(duì)信號(hào)源的位置進(jìn)行估計(jì)。這些技術(shù)最早應(yīng)用在雷達(dá)系統(tǒng)中，通過對(duì)接收信號(hào)在空、時(shí)、頻域的處理結(jié)合相應(yīng)的定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的位置估計(jì)與跟蹤。對(duì)于不同的無線定位技術(shù)，我們可以從以下三個(gè)維度進(jìn)行評(píng)估：精度定位精度是空間實(shí)體位置信息（通常為坐標(biāo)）與其真實(shí)位置之間的接近程度。功耗功耗反應(yīng)了待定位終端的續(xù)航能力。主要依賴于無線信號(hào)的調(diào)制方式和刷新率。3）成本設(shè)備成本：用于搭建定位系統(tǒng)所必須購買的設(shè)備花銷， 包括硬件、軟件。部署成本：在部署安裝定位

35、系統(tǒng)時(shí)，投入的人力成本， 比如指紋的采集、設(shè)備安裝位置的調(diào)整等。技術(shù)特點(diǎn)目前，室內(nèi)無線定位技術(shù)有以下幾個(gè)主流標(biāo)準(zhǔn)： 1）Wi-FiWi-Fi 無線系統(tǒng)中，最常見的為 RSSI 定位技術(shù)。AP 接收終端的上行信號(hào)，并估計(jì)出信號(hào)的RSSI，將RSSI 送至定位引擎， 定位引擎根據(jù)三邊定位原理計(jì)算出終端位置。由于空間環(huán)境復(fù)雜等多種因素，Wi-Fi 系統(tǒng)中的 RSSI 波動(dòng)較大，最終的定位精度也僅在 3-7 米。為了進(jìn)一步提高精度，可以采用指紋法輔助定位。采用指紋定位時(shí)需要首先對(duì)指紋庫進(jìn)行建立。將 AP 覆蓋區(qū)域劃分為多個(gè)定位方格，采集每個(gè)定位方格的 RSSI 特征建立指紋庫。在定位時(shí)，定位引擎匹配最

36、接近的 RSSI 特征對(duì)應(yīng)的定位方格坐標(biāo)作為最終位置。該種方式精度可達(dá)到 35 米。指紋定位部署和維護(hù)成本高。AoA 定位技術(shù)測(cè)量信號(hào)到達(dá)角度，不受信號(hào)強(qiáng)度波動(dòng)影響， 定位精度高。AoA 利用芯片物理層采集到的 I/Q 數(shù)據(jù)或 CSI 信息，結(jié)合陣列信號(hào)處理技術(shù)，可在室內(nèi)環(huán)境下實(shí)現(xiàn) 13 米的定位精度。但是由于需要特定結(jié)構(gòu)的陣列天線進(jìn)行角度測(cè)量，故該方案在硬件成本上要比RSSI 高很多。同時(shí)AoA 定位的 AP 需要進(jìn)行精確角度校準(zhǔn)，安裝部署成本高。隨著 802.11 FTM 協(xié)議的公布以及主流芯片廠家相繼支持該功能，F(xiàn)TM 也開始受到業(yè)界的普遍關(guān)注。由于 Wi-Fi 工作帶寬為20/40/8

37、0/160MHz，利用多載波寬帶系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高精度的信號(hào)接收時(shí)間測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)高精度的距離測(cè)量。通常在 80MHz 的系統(tǒng)帶寬下，F(xiàn)TM 的測(cè)距精度可以達(dá)到 12m。隨著支持 FTM 功能終端的普及，基于 FTM 的室內(nèi)定位方案會(huì)得到廣泛應(yīng)用。藍(lán)牙在基于藍(lán)牙的無線定位系統(tǒng)中，主流的方案采用基于 RSSI 的定位技術(shù)（指紋或三邊定位），其定位方式與 Wi-Fi RSSI 定位類似。隨著 BLE 標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，具備低功耗特性的標(biāo)簽設(shè)備可采用電池供電方式，其續(xù)航能力可達(dá)數(shù)年，這使得藍(lán)牙定位方案十分適用于資產(chǎn)管理。將支持 BLE 的藍(lán)牙模塊集成在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，在三個(gè)廣播信道上利用跳頻的方式收集標(biāo)簽發(fā)送的上

38、行信號(hào)并測(cè)量出 RSSI。基于BLE 的定位方案精度可達(dá) 3 - 5 米， 略好于 Wi-Fi RSSI 定位。iBeacon 功能也可以實(shí)現(xiàn)智能終端的定位。錨點(diǎn)以電池供電的方式被高密度的固定于室內(nèi)環(huán)境中， 智能終端會(huì)在廣播信道上監(jiān)聽周邊錨點(diǎn)發(fā)送的報(bào)文，利用收集到的 RSSI 信息實(shí)時(shí)刷新自己的位置。UWB基于 UWB 的定位方案主要依賴于三邊定位和雙曲線定位兩種技術(shù)，借助于 500MHz/1GHz 的超大帶寬，可以獲得百皮秒級(jí)別的時(shí)間測(cè)量進(jìn)度。通常情況下 UWB 系統(tǒng)的測(cè)距精度可以達(dá)到1020cm。部分廠商通過物聯(lián)網(wǎng)集成的方式，將 UWB anchor 集成于 AP 內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了雙網(wǎng)合一的低成

39、本高精度定位解決方案。技術(shù)典型應(yīng)用表 4 典型定位技術(shù)對(duì)比Wi-Fi RSSIWi-Fi指紋Wi-Fi AoAWi-Fi FTM藍(lán)牙RSSIUWB精度3-7米3-5米1-3米1-2米3-5米10厘米功耗高高高高低高部署成本W(wǎng)i-Fi 建網(wǎng)成本在 Wi-Fi 建網(wǎng)成本之上， 大幅增加了人力成本在 Wi-Fi 建網(wǎng)成本之上， 安裝 AP 耗費(fèi)成本高。Wi-Fi 建網(wǎng)成本部署密度略高于Wi- Fi ，成本 高于 Wi-Fi RSSI專 用 設(shè)備、 網(wǎng)規(guī)條 件 嚴(yán)格， 部署成本高。針對(duì)不同的場景，我們可以合理的選擇對(duì)應(yīng)的方案進(jìn)行部署。例如：對(duì)于園區(qū)保安巡查管理，對(duì)于定位精度要求不高，但要求覆蓋全面，成

40、本敏感；可以使用基于 WIFI 的 RSSI 定位技術(shù)， 基于全面覆蓋的 WIFI 網(wǎng)絡(luò)，提供對(duì)保安手持終端的網(wǎng)絡(luò)側(cè)無縫的定位能力，實(shí)時(shí)管理保安的巡查的實(shí)時(shí)監(jiān)控管理；對(duì)于生產(chǎn)系統(tǒng)的電子圍欄，由于涉及人身安全，要求定位精度極高。可以部署 UWB 網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)高精度的定位；為人員配發(fā)基于 UWB 的工卡或者手環(huán)，實(shí)現(xiàn)高精度的電子圍欄。同時(shí)， UWB 網(wǎng)絡(luò)還可以實(shí)現(xiàn)工作任務(wù)管理；對(duì)于 AGV 小車，要求精度較高，同時(shí)需要有 WIFI 連接以實(shí)現(xiàn)任務(wù)下發(fā)和狀態(tài)上報(bào)?？梢圆渴鸹?WIFI 的 AoA 定位，實(shí)現(xiàn)1 米的定位精度；同時(shí)，WIFI 網(wǎng)絡(luò)可以為 AGV 小車提供數(shù)據(jù)連接，實(shí)現(xiàn)上傳下載。大二層技

41、術(shù)簡要介紹新一代的網(wǎng)絡(luò)中，由于企業(yè)業(yè)務(wù)強(qiáng)力依賴網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)的任何變化都需要網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)；同時(shí)，新的業(yè)務(wù)需求不斷涌現(xiàn)，需要網(wǎng)絡(luò)能夠快速響應(yīng)。因此，網(wǎng)絡(luò)的敏捷性成為新一代網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵特性。為了解決這一問題，SDN 被提出，通過控制器實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的自動(dòng)化部署，從而能夠快速的調(diào)整網(wǎng)絡(luò)配置和業(yè)務(wù)配置。然而，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)解決方案中，業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?配置本身是強(qiáng)耦合的，任何業(yè)務(wù)配置修改都需要考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洮F(xiàn)狀和現(xiàn)網(wǎng)配置，這就導(dǎo)致控制器的業(yè)務(wù)邏輯異常復(fù)雜，開發(fā)周期長， 并不能很好的滿足敏捷網(wǎng)絡(luò)的需要。為了解決這個(gè)問題，就需要業(yè)務(wù)跟網(wǎng)絡(luò)解耦。如果網(wǎng)絡(luò)本身是標(biāo)準(zhǔn)化并且業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)是相互隔離的，控制器就可以聚焦于業(yè)務(wù)邏輯的開

42、發(fā)和配置下發(fā)上。大二層技術(shù)可以很好地滿足網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化這一需求。通過在物理網(wǎng)絡(luò)（underlay)之上，創(chuàng)建邏輯上的疊加網(wǎng)絡(luò)（overlay），以此實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)跟網(wǎng)絡(luò)的解耦，疊加網(wǎng)絡(luò)可以基于業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)多實(shí)例化，可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)相互隔離。從而實(shí)現(xiàn)在不改變基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的情況下，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的靈活快速部署。針對(duì) NVO3（Network Virtualization over Layer 3，跨三層網(wǎng)絡(luò)虛擬化）技術(shù)，除了 VXLAN，IETF 還提出過其他兩種技術(shù)方案： NVGRE （ Network Virtualization using GenericRouting Encapsulation，采用通用路由封裝協(xié)議

43、的網(wǎng)絡(luò)虛擬化） 和 STT（Stateless Transport Tunneling Protocol，無狀態(tài)的傳輸隧道協(xié)議），這 3 種方案都是通過 MAC in IP 技術(shù)在IP 網(wǎng)絡(luò) 上構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)。3 種技術(shù)方案的對(duì)比如下表 5 所示。表 5 網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)對(duì)比NVGREVxLANSTT封裝方式MAC in GREMAC in UDPMAC in TCP技術(shù)實(shí)現(xiàn)NVGRE 采 用 RFC 2784 和RFC 2890 所定義的GRE 隧道協(xié)議，將以太網(wǎng)報(bào)文封裝在GRE內(nèi)進(jìn)行隧道傳輸。與VXLAN 的主要區(qū)別在對(duì)流量的負(fù)載分擔(dān)上， 因?yàn)槭褂昧薌RE 隧道封裝，NVGRE 使用了GRE

44、擴(kuò)展字段flow ID 進(jìn)行流量負(fù)載分擔(dān)，這就要求物理網(wǎng)絡(luò)能夠識(shí)別GRE 隧道的擴(kuò)展信息VXLAN 是將以太網(wǎng)報(bào)文封裝成UDP 報(bào)文進(jìn)行隧道傳輸， UDP 目的端口為已知端口，可按照源端口進(jìn)行負(fù)載分 擔(dān)，標(biāo)準(zhǔn)五元組方式有利于在IP 網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)過程中進(jìn)行負(fù)載分擔(dān)STT 是無狀態(tài)傳輸協(xié)議，通過將以太網(wǎng)報(bào)文封裝成TCP 報(bào)文進(jìn)行隧道傳輸。與VXLAN 和NVGRE 的主要區(qū)別是隧道封裝格式使用了無狀態(tài)TCP，需要對(duì)傳統(tǒng)TCP 進(jìn)行修改目前最流行的虛擬化技術(shù)方案是 VXLAN，VXLAN 具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：不需要對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)改造，而 NVGRE 需要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持GRE。使用標(biāo)準(zhǔn)的 UDP 傳輸流量，對(duì)傳輸

45、層無修改，而 STT 需要對(duì)傳統(tǒng) TCP 進(jìn)行修改。業(yè)界支持度最好，商用網(wǎng)絡(luò)芯片大部分都支持這種方案。技術(shù)特點(diǎn)RFC 7348 定義了 VLAN 擴(kuò)展方案 VXLAN，VXLAN 采用MAC in UDP 封裝方式，是 NVO3 中的一種網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)。VxLAN 基本概念VNI（VxLAN Network Identifier，VXLAN 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)） 類似傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的 VLAN ID，用于區(qū)分 VXLAN 段，不同VXLAN 段的用戶不能直接進(jìn)行二層通信。VNI 由 24 bit 組成， 支持多達(dá)約 1600 萬個(gè) VXLAN 段。BD（Bridge Domain，廣播域）類似傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中采用

46、 VLAN 劃分廣播域方法，在 VXLAN 中通過 BD 劃分廣播域。在VXLAN 中，將VNI 以 11 方式映射到廣播域 BD，一個(gè) BD 就表示著一個(gè)廣播域，同一個(gè) BD 內(nèi)的用戶就可以進(jìn)行二層互通。NVE（Network Virtualization Edge，網(wǎng)絡(luò)虛擬邊緣） NVE 是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)體，NVE 間構(gòu)建 VxLAN 隧道，建立虛擬網(wǎng)絡(luò)。NVE 根據(jù)功能不同可以區(qū)分為Edge節(jié)點(diǎn)或 Border 節(jié)點(diǎn)。二層網(wǎng)關(guān)類似傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的二層接入設(shè)備，在 VxLAN 中通過二層網(wǎng)關(guān)解決用戶接入虛擬網(wǎng)絡(luò)，也可用于同一 VXLAN 段虛擬網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)通信。VxLAN 網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)

47、可以參照表 6VLAN 與 VxLAN 對(duì)比，來理解 VxLAN。表 6 VLAN 與 VxLAN 對(duì) 比概念VLANVxLAN網(wǎng)絡(luò)存在形式在邏輯上將一個(gè)物理局域網(wǎng)劃分成多個(gè)廣播域，并且將網(wǎng)絡(luò)范圍限制在一個(gè)較小的地域范圍內(nèi)在已有的任意路由可達(dá)的網(wǎng)絡(luò)上疊加的虛擬網(wǎng)絡(luò)，不受地域范圍限制，具備大規(guī)模擴(kuò)展能力支持的虛擬網(wǎng)絡(luò)范圍VLAN 作為當(dāng)前主流的網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)，在IEEE 802.1Q 協(xié)議中定義有12VXLAN 作為新型的網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)，在RFC 7348中定義有24 bit，支持多達(dá)約bit，因此可用的VLAN 數(shù)量僅4 096 個(gè)。對(duì)于公有云或其他大型虛擬化云計(jì)算服務(wù)這種動(dòng)輒上萬甚至更多租戶的場

48、景而言，VLAN 的隔離能力無法滿足其需求1 600 萬租戶隔離，有效地解決了云計(jì)算中海量租戶隔離的問題網(wǎng)絡(luò)劃分方式通過VLAN ID 劃分廣播域，同一個(gè)廣播域之間的主機(jī)能進(jìn)行二層互通通過BD 劃分廣播域，同一個(gè)BD 內(nèi)的主機(jī)可以進(jìn)行二層互通封裝方式在報(bào)文中添加VLAN 標(biāo)簽原始報(bào)文在封裝過程中先被添加一個(gè)VXLAN 幀頭，再被封裝在UDP 報(bào)頭中，最后使用承載網(wǎng)絡(luò)的IP、MAC 地址作為外層頭進(jìn)行封裝網(wǎng)絡(luò)間互通VLAN間互訪通過VLANIF 接口實(shí)VXLAN 間互通以及VXLAN 和非VXLAN方式現(xiàn)，VLANIF 接口是一種三層的邏輯之間的通信通過VBDIF 接口實(shí)現(xiàn)。接口，可以實(shí)現(xiàn)VLA

49、N 間的三層互VBDIF 接口在VXLAN 三層網(wǎng)關(guān)上配通置，是基于BD 創(chuàng)建的三層邏輯接口受益限制廣播域：廣播域被限制在一個(gè)VLAN 內(nèi)，節(jié)省了帶寬，提高了網(wǎng)絡(luò)處理能力。增強(qiáng)局域網(wǎng)的安全性：不同VLAN 內(nèi)的報(bào)文在傳輸時(shí)是相互隔離的， 即一個(gè)VLAN 內(nèi)的用戶不能和其他VLAN內(nèi)的用戶直接通信位置無關(guān)性：業(yè)務(wù)可在任意位置靈活部署，緩解了服務(wù)器虛擬化后相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展問題。網(wǎng)絡(luò)部署靈活性：在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上疊加新的網(wǎng)絡(luò)，部署方便，同時(shí)避免了大二層的廣播風(fēng)暴，可擴(kuò)展性極 強(qiáng)。適合云業(yè)務(wù)：支持千萬級(jí)別租戶隔離，支持云業(yè)務(wù)的大規(guī)模部署。 技術(shù)優(yōu)勢(shì)：采用MAC in UDP 封裝方式，無須關(guān)注主機(jī)的MAC

50、地址，降低了大二層網(wǎng)絡(luò)對(duì)MAC地址規(guī)格的需求對(duì)比 VLAN，VxLAN 在物理網(wǎng)絡(luò)上虛擬化出一個(gè)和物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錈o關(guān)虛擬的 VxLAN 網(wǎng)絡(luò)，便于控制器自動(dòng)化的對(duì)該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行業(yè)務(wù)配置部署；24Bit 的VNI 擴(kuò)展能力強(qiáng)，便于實(shí)現(xiàn)多租戶和VN。VxLAN 典型組網(wǎng)VxLAN 網(wǎng)絡(luò)的典型組網(wǎng)集中式網(wǎng)關(guān)和分布式網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)兩種， 如圖 19、20 所示。基于集中式網(wǎng)關(guān)的組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)可以被虛擬化為一張一跳的星型網(wǎng)絡(luò)（或者雙星型網(wǎng)絡(luò)），基于分布式網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)可以被虛擬化為一張一跳的全連接網(wǎng)絡(luò)?？刂破骺梢曰谶@些確定的拓?fù)?，進(jìn)行多租戶或者多 VN 的劃分和配置。圖 19 集中式網(wǎng)關(guān)示意圖技術(shù)典型應(yīng)用圖 20 分

51、布式網(wǎng)關(guān)示意圖某個(gè)案例中某企業(yè)已經(jīng)建成比較成熟的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)，但是沒有專用的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，所有的服務(wù)器分布在不同的部門，并且不具備集中放置的條件，不同地域之間的服務(wù)器依靠園區(qū)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。通過 VxLAN 技術(shù)，在園區(qū)網(wǎng)絡(luò)之上構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)資源整合和業(yè)務(wù)靈活部署。為了方便管理與維護(hù)，將具有同一業(yè)務(wù)需求的 VM 規(guī)劃為同一網(wǎng)段，不同業(yè)務(wù)需求的 VM 規(guī)劃為不同網(wǎng)段。例如：研發(fā)部門的 VM 之間需要互通，屬于同網(wǎng)段互通；研發(fā)部和市場部的 VM 之間需要互通，屬于不同網(wǎng)段互通。VxLAN 提供數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)之間的二層通信。如圖 22 所示， 研發(fā)部門的 VM 之間進(jìn)行互通時(shí)，Switch1 與Switch

52、2 作為VxLAN 二層網(wǎng)關(guān)，二者之間建立 VxLAN 隧道，實(shí)現(xiàn)同網(wǎng)段終端用戶互通。VxLAN 提供數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)之間的三層通信。例如：研發(fā)部與市場部進(jìn)行互通時(shí)，Switch3 作為 VxLAN 三層網(wǎng)關(guān)，分別與Switch1 和Switch2 建立VxLAN 隧道，通過VxLAN 三層網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)段終端用戶互通。在 Switch 上靜態(tài)配置 VxLAN 隧道后，VxLAN 網(wǎng)絡(luò)中 MAC 地址表項(xiàng)、ARP 表項(xiàng)等信息流表均可動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)得到。所有表項(xiàng)建立好后，通過 VxLAN 隧道，實(shí)現(xiàn)同網(wǎng)段與不同網(wǎng)段終端用戶互通。SDN技術(shù)簡要介紹工業(yè) SDN（Software Defined Networ

53、king，簡稱 SDN）網(wǎng)絡(luò)由多種協(xié)議的終端設(shè)備、可編程的工業(yè) SDN 交換機(jī)和集中式的工業(yè) SDN 控制器構(gòu)成。終端設(shè)備通過北向接口向工業(yè) SDN 控制器提交數(shù)據(jù)的流量特征和傳輸需求，集中式的工業(yè) SDN 控制器根據(jù)流量特征和傳輸需求，生成工業(yè) SDN 網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則， 通過標(biāo)準(zhǔn)化的南向接口下達(dá)到工業(yè) SDN 交換機(jī)中執(zhí)行。工業(yè) SDN 的核心是通過軟件定義的方式，對(duì)交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行管理和配置，同樣也可以支持面向未來的 TSN 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。工業(yè)SDN 網(wǎng)絡(luò)能夠支持 IT 設(shè)備和 OT 設(shè)備的統(tǒng)一接入和靈活組網(wǎng)，為 IT 業(yè)務(wù)提供高帶寬的傳輸保障，為 OT 業(yè)務(wù)提供端到端實(shí)時(shí)性的保障。通過工

54、業(yè)SDN 網(wǎng)絡(luò)，可以對(duì) IT 和OT 設(shè)備和流量進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理。技術(shù)特點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離。SDN 具有轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離的特點(diǎn)，采用SDN 控制器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞氖占⒙酚傻挠?jì)算、流表的生成及下發(fā)、網(wǎng)絡(luò)的管理與控制等功能;而網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備僅負(fù)責(zé)流量的轉(zhuǎn)發(fā)及策略的執(zhí)行。通過這種方式可使得網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)面和控制面獨(dú)立發(fā)展，轉(zhuǎn)發(fā)面向通用化、簡單化發(fā)展，成本可逐步降低; 控制面可向集中化、統(tǒng)一化發(fā)展，具有更強(qiáng)的性能和容量?？刂七壿嫾?。轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離之后，使得控制面向集中化發(fā)展?？刂泼娴募谢?，使得 SDN 控制器擁有網(wǎng)絡(luò)的全局靜態(tài)拓?fù)?，全網(wǎng)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)表信息，全網(wǎng)絡(luò)的資源利用率，故障狀態(tài)等。因此，SDN 控

55、制器可實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)級(jí)別的統(tǒng)一管理、控制和優(yōu)化，更可依托全局的拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)信息幫助實(shí)現(xiàn)快速的故障定位和排除，提高運(yùn)營效率。網(wǎng)絡(luò)能力開放化。SDN 還有一個(gè)重要特征是支持網(wǎng)絡(luò)能力開放化。通過集中的 SDN 控制器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一管理、整合以及虛擬化后，采用規(guī)范化的北向接口為上層應(yīng)用提供按需分配的網(wǎng)絡(luò)資源及服務(wù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能力開放。這樣的方式打破了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)封閉的問題，是一種突破性的創(chuàng)新。技術(shù)典型應(yīng)用工業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)中，工業(yè) SDN 網(wǎng)絡(luò)在能夠保證工業(yè)控制業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)性與可靠性的前提下，提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性，適合在生產(chǎn) 設(shè)備經(jīng)常發(fā)生變化的場景中使用，比如個(gè)性化定制，柔性生產(chǎn) 或批量定制生產(chǎn)。在個(gè)性化

56、定制，柔性生產(chǎn)或批量定制生產(chǎn)中， 生產(chǎn)過程會(huì)根據(jù)訂單的切換而發(fā)生變化，導(dǎo)致生產(chǎn)設(shè)備的管理 和控制邏輯發(fā)生變化，進(jìn)而影響設(shè)備之間的通信關(guān)系。與傳統(tǒng) 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)往往需要重新組態(tài)不同，工業(yè) SDN 網(wǎng)絡(luò)可以支持設(shè)備的靈活組網(wǎng)，重新組網(wǎng)之后的管理和控制業(yè)務(wù)同樣可以得 到相應(yīng)的傳輸保障。同時(shí)，工業(yè) SDN 網(wǎng)絡(luò)具備網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一接入和管理能力，能夠快速發(fā)現(xiàn)設(shè)備重新組網(wǎng)時(shí)出現(xiàn)的問題，指導(dǎo) 現(xiàn)場人員快速進(jìn)行處理。NFV技術(shù)簡要介紹工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通常是由一定規(guī)模并且迅速增長的多種多樣的硬件設(shè)備組成。為了適配一個(gè)新的生產(chǎn)業(yè)務(wù)，通常需要開發(fā)新的網(wǎng)絡(luò)模型，新類型的設(shè)備，而為這些設(shè)備需找空間、提供電源變得越來越困難；同時(shí)還伴

57、隨著能源成本的增加、投資額的挑戰(zhàn)，基于硬件設(shè)備的復(fù)雜度提升，也增加了對(duì)設(shè)計(jì)、集成、運(yùn)營所需要的各種稀有技能的要求。更嚴(yán)重的問題是，基于硬件的設(shè)備很快就到了生命周期， 這需要更多的“設(shè)計(jì)-集成-部署”循環(huán)，但收益甚少。糟糕的是，硬件生命周期變得越來越短而業(yè)務(wù)創(chuàng)新則在不斷加速，所以這抑制了新的部署，并且限制了工業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新。NFV，即Network Functions Virtualization（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化）通過借用 IT 的虛擬化技術(shù)，將傳統(tǒng)的 CT 業(yè)務(wù)部署到云平臺(tái)上（云平臺(tái)是指將物理硬件虛擬化所形成的虛擬機(jī)平臺(tái)， 能夠承載 CT 和IT 應(yīng)用），從而實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦合。技術(shù)特點(diǎn)NFV 的

58、本質(zhì)就是通過虛擬化就是對(duì)低層硬件資源（計(jì)算資源，存儲(chǔ)資源，網(wǎng)絡(luò)資源）進(jìn)行虛擬，屏蔽物理實(shí)現(xiàn)，供上層應(yīng)用使用，使用者不用關(guān)心使用的是資源的具體物理形態(tài)。圖 23 ETSI NFV 標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)圖 23 顯示了 ETSI NFV 標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，包括 NFVI、VNFs、NFV Management and Orchestration（MANO）這幾部分，其中：NFVI(NetworkFunctionsVirtualizationInfrastructure )：NFVI 就是云計(jì)算結(jié)構(gòu)中的 I 層，它將硬件相關(guān)的 CPU/內(nèi)存/硬盤/網(wǎng)絡(luò)資源全面虛擬化。VNF（VirtualizedNetworkFunc

59、tion，虛擬的網(wǎng)絡(luò)功能）： 作為一個(gè)純軟件實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)功能，能夠運(yùn)行在 NFVI 之上，對(duì)應(yīng)傳統(tǒng)物理網(wǎng)絡(luò)功能。它們向下看到的資源全部是被虛擬化軟件封閉隱藏后的“虛資源”。可以 認(rèn)為它是云計(jì)算中 P 層+S 層。其中原有電信設(shè)備中的平臺(tái)層可以對(duì)應(yīng)云計(jì)算的 P 層，業(yè)務(wù)層對(duì)應(yīng)云計(jì)算的 S 層。從安裝部署的角度來看，VNF 是一個(gè) VM。從軟件應(yīng)用開發(fā)商的角度來看，VNF 就是部署在一個(gè)或多個(gè)互聯(lián)的 VM 中的軟件實(shí)現(xiàn)。NFV MANO（NFV Management and Orchestration，NFV 管理與編排）：其負(fù)責(zé)對(duì) NFVI 的軟硬件資源的生命周期管理和編排，以及對(duì) VNFs 的生命周期管理和編排