工業(yè)PON+5G融合的技術(shù)應(yīng)用白皮書

(2022年)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(AII)聲明本報(bào)告所載的材料和信息，包括但不限于文本、圖片、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)、建議，不構(gòu)成法律建議，也不應(yīng)替代律師意見。本報(bào)告所有材料或內(nèi)容的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟所有(注明是引自其他方的內(nèi)容除外)，并受法律保護(hù)。如需轉(zhuǎn)載，需聯(lián)系本聯(lián)盟并獲得授權(quán)許可。未經(jīng)授權(quán)許可，任何人不得將報(bào)告的全部或部分內(nèi)容以發(fā)布、轉(zhuǎn)載、匯編、轉(zhuǎn)讓、出售等方式使用，不得將報(bào)告的全部或部分內(nèi)容通過網(wǎng)絡(luò)方式傳播，不得在任何公開場合使用報(bào)告內(nèi)相關(guān)描述及相關(guān)數(shù)據(jù)圖表。違反關(guān)法律責(zé)任。05887前言工前言工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為我國新基建方針的核心戰(zhàn)略肩負(fù)著產(chǎn)業(yè)升級(jí)和提高高端設(shè)備制造生產(chǎn)能力的重大發(fā)展使命。從定義上看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)提供工業(yè)經(jīng)濟(jì)全要素的全連接，是新型網(wǎng)絡(luò)、先進(jìn)計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息通信技術(shù)與制造技術(shù)融融合、開放、靈活的趨勢。我國的工業(yè)企業(yè)前期發(fā)展主要聚焦在與此同時(shí)，工業(yè)PON和5G等新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域已有較為豐富的應(yīng)用，但越來越多的場景既需要工業(yè)PON也需要5G，因此，將工業(yè)結(jié)合高帶寬、低時(shí)延、低損耗、易運(yùn)維、抗干擾等優(yōu)勢滿足企業(yè)在智能制造和智能管理過程中的網(wǎng)絡(luò)用?？赏ㄟ^建設(shè)工業(yè)PON+5G融合網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)企業(yè)園區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)控制、廠區(qū)監(jiān)控、辦公業(yè)務(wù)的統(tǒng)一接入，本文檔由中國電信集團(tuán)有限公司牽頭，工業(yè)互位專家學(xué)者提出意見，共同促進(jìn)本白皮書的完善，編寫組成員(排名不分先后)：孫慧、金嘉亮、蔣銘、王孝明、朱紅綠、于嘯、羅勇、寅、劉德坤、翟士奇、黃廷飛、楊虎有限公司公眾號(hào) —1—主要目標(biāo)是用三年時(shí)間，基本建成全面覆蓋城市地區(qū)和有條件鄉(xiāng)鎮(zhèn)的“雙千兆”網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)普遍具備“千兆到戶”確提出千兆光網(wǎng)發(fā)展與行業(yè)應(yīng)用深度融合，將千兆光纖網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力推進(jìn)到房間、桌面和機(jī)器，構(gòu)建面向行業(yè)網(wǎng)絡(luò)的千兆光網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，與5G協(xié)同助力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展。用創(chuàng)新大賽面向行業(yè)融合應(yīng)用特設(shè)專題，聚焦行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，開展面向不同應(yīng)用場景和生產(chǎn)流程的千兆光網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新，加快形成千兆光網(wǎng)和5G網(wǎng)絡(luò)“雙千兆”優(yōu)勢互補(bǔ)的應(yīng)用模式，服務(wù)行業(yè)發(fā)展。(二)工業(yè)PON+5G融合應(yīng)用需求旺盛行業(yè)客戶在發(fā)展信息化、數(shù)字化、智能化的過程中，需要多樣化的全覆蓋接入能力，滿足生產(chǎn)、辦公、安防、園區(qū)公共管理等場景的設(shè)備連接要求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，工業(yè)PON+5G融合組網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)整網(wǎng)規(guī)劃、一網(wǎng)部署、多場景覆蓋、多業(yè)務(wù)承載，已在一些行業(yè)客戶的項(xiàng)目中先行先試，并取得初步認(rèn)可。工業(yè)PON+5G融合網(wǎng)絡(luò)滿足行業(yè)應(yīng)用中海量多類型連接需求，提供上行千兆帶寬，滿足高可靠、低時(shí)延、靈活管控等用網(wǎng)要求。將工業(yè)—2—PON網(wǎng)絡(luò)的抗干擾、低能耗、低成本、高可靠性的特點(diǎn)，與5G定制網(wǎng)的廣覆蓋、易連接的特點(diǎn)有效結(jié)合起來，成為行業(yè)客戶普遍易于接受的高性價(jià)比的行業(yè)專網(wǎng)方案。G為代表的“雙千兆”網(wǎng)絡(luò)，能向單個(gè)用戶提供固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)千兆接入能力，具有超大帶寬、超低時(shí)延、先進(jìn)可靠等特征，二者互補(bǔ)互促，是新型基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成和承載底1。千兆光網(wǎng)主要是指在光接入網(wǎng)實(shí)現(xiàn)千兆接入能力，骨干光網(wǎng)會(huì)隨著接入網(wǎng)能力提升而同步提升。聚焦到接入網(wǎng)能力來看，在固定網(wǎng)絡(luò)接入方面，運(yùn)營商采用的PON技術(shù)目前已經(jīng)全面升級(jí)采用10GEPON、XG(S)-PON，實(shí)現(xiàn)下行帶寬10Gbps，上行帶寬最大10Gbps。在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入方面，運(yùn)營商采用5G技術(shù)具備大帶寬能力，同樣可以理解為具備千兆接入能力的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。從對(duì)網(wǎng)絡(luò)關(guān)注的視角上看，行業(yè)客戶與運(yùn)營商的還是存在一定差異的，如圖1所示，行業(yè)客戶更關(guān)注自己范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，一般稱為企業(yè)(工廠)內(nèi)網(wǎng)，從通信的角度看就是客戶端和接入網(wǎng)兩個(gè)部分。運(yùn)營商關(guān)注的行業(yè)網(wǎng)絡(luò)包括接入網(wǎng)和承載網(wǎng)，同時(shí)為了在接入網(wǎng)部分更好的滿足行業(yè)客戶的接入需求，運(yùn)營商也在不斷去理解行業(yè)及業(yè)務(wù)。由此可見，接入網(wǎng)是兩種視角的交疊，工業(yè)PON+5G成為面向行業(yè)客戶提供的“雙—3—千兆”網(wǎng)絡(luò)的重點(diǎn)，也是新型通信技術(shù)賦能行業(yè)與行業(yè)業(yè)務(wù)深度融合的 (二)組網(wǎng)架構(gòu)1.組網(wǎng)拓?fù)湟浴肮I(yè)PON+5G”的雙千兆網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建行業(yè)內(nèi)網(wǎng)(專網(wǎng))，如圖2所示，工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)承載固定設(shè)備的接入，同時(shí)提供固定區(qū)域內(nèi)的WiFi連接能力，5G網(wǎng)絡(luò)承載移動(dòng)設(shè)備的接入，滿足廣域、移動(dòng)、可調(diào)整的接入需求。面向行業(yè)客戶應(yīng)用的工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)與5G網(wǎng)絡(luò)一般按照專網(wǎng)的方式規(guī)劃和部署，在企業(yè)核心機(jī)房構(gòu)建企業(yè)數(shù)據(jù)中心，將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)匯集到業(yè)務(wù)平臺(tái)和專網(wǎng)MEC，同時(shí)建議部署網(wǎng)絡(luò)管控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)內(nèi)網(wǎng)運(yùn)行的可視化、可調(diào)整的管控能力?！?—2.組網(wǎng)優(yōu)勢一網(wǎng)到底，多場景全光覆蓋。工業(yè)PON組網(wǎng)采用光纖作為承載介質(zhì)，可以兼容傳統(tǒng)以太網(wǎng)承載的業(yè)務(wù)，還可以同時(shí)提供寬帶、語音(固話)、WiFi等業(yè)務(wù)接入。一網(wǎng)承載，多業(yè)務(wù)虛擬隔離全承載。采用切片和VLAN技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同層級(jí)和能力的業(yè)務(wù)隔離功能。一網(wǎng)融合，AI、邊緣計(jì)算等多技術(shù)融合?；谠凭W(wǎng)融合的架構(gòu)，涵蓋實(shí)體層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層，結(jié)合行業(yè)客戶業(yè)務(wù)需求，打造新型高可靠、高性能的工廠網(wǎng)絡(luò)融合光底座，有效發(fā)揮數(shù)據(jù)及應(yīng)用能力。一網(wǎng)管控，整網(wǎng)分級(jí)分域智能統(tǒng)一管控。根據(jù)企業(yè)客戶用網(wǎng)習(xí)慣和管網(wǎng)訴求，為行業(yè)客戶了提供智能、易用、可演進(jìn)升級(jí)的管理運(yùn)維服務(wù)。一網(wǎng)實(shí)施，架構(gòu)扁平施工便捷。工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)交換機(jī)以太網(wǎng)相比，架構(gòu)上將由三層變?yōu)槎?，采用無源ODN光纖組網(wǎng)無需維護(hù)無需管理，支持20KM光纖傳輸，減少布線，節(jié)約物料成本和人力投入。5G—5—網(wǎng)絡(luò)覆蓋只需布設(shè)5G基站等設(shè)備，企業(yè)內(nèi)部接入無需布線，更加便捷，滿足柔性制造和靈活動(dòng)態(tài)調(diào)整的接入終端需求。一網(wǎng)演進(jìn)，支持技術(shù)演進(jìn)持續(xù)提升網(wǎng)絡(luò)性能。5G技術(shù)和PON技術(shù)具備完整的技術(shù)演進(jìn)體系，設(shè)備上支持帶寬的平滑演進(jìn)，部署上支持組網(wǎng)升級(jí)改造，業(yè)務(wù)上滿足高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)需求的迭代。綠色節(jié)能，傳輸高可靠、無源抗干擾。工業(yè)PON采用ODN無源光纖組網(wǎng)，無需供電且部署位置靈活，在建筑空間中減少了弱電空間，且減少供電設(shè)備和空調(diào)設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，符合綠色低碳的發(fā)展目標(biāo)。3.特點(diǎn)與場景1)固移融合可以滿足用戶的無縫通信需求固移融合可以滿足用戶的無縫通信需求，為用戶提供靈活的、與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)類型無關(guān)的業(yè)務(wù)承載能力，便于用戶根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行便捷、快速、合適的網(wǎng)絡(luò)接入選擇。工業(yè)PON、5G、WiFi6關(guān)鍵能力對(duì)比如表1所局域無線接入能力(開放頻譜，干擾ms無(轉(zhuǎn)場需要重新對(duì)纖，容易移動(dòng)性較好(無損漫游、切換時(shí)(支持切片&QoS，有SLA高高—6—a)業(yè)務(wù)有移動(dòng)性需求，且有較大上行大帶寬、較低時(shí)延和可靠性要求，有定位需求，優(yōu)選5G；b)業(yè)務(wù)無移動(dòng)性需求，且對(duì)上行大帶寬需求高及時(shí)延可靠要求高，無定位需求，優(yōu)選工業(yè)PON；c)業(yè)務(wù)有移動(dòng)性需求，且有一定的上行大帶寬需求但對(duì)時(shí)延可靠性要求低，優(yōu)選WIFI6。2)固移融合可以降低客戶建網(wǎng)及運(yùn)營成本當(dāng)移動(dòng)和固定網(wǎng)絡(luò)相互獨(dú)立時(shí)，兩張網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立運(yùn)維，上線新業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)管理需分別在兩張網(wǎng)絡(luò)上完成，且需要分別配合兩套獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維系統(tǒng)，使得業(yè)務(wù)上線效率較低但成本較高。當(dāng)固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)融合之后，統(tǒng)一規(guī)劃按需建設(shè)，統(tǒng)一管控靈活可控自主運(yùn)維，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及運(yùn)維的綜合成本將顯著下降，業(yè)務(wù)上線效率也將顯著提升。通過工業(yè)PON+5G實(shí)現(xiàn)工廠有線無線全連接，構(gòu)建雙千兆光網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，典型應(yīng)用場景如表2所示。5G適合于輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的移動(dòng)化及生產(chǎn)環(huán)節(jié)的柔性化場景，工業(yè)PON適合于固定位置大帶寬尤其是大上行的場景、扁平化多網(wǎng)融合場景、無源化抗電磁干擾場景，確定性低時(shí)延及零丟包特性使得以工業(yè)PON切入工控域具備技術(shù)可行性，可以進(jìn)一步結(jié)合場景需求開展創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)踐。—7—置定位~150Mbpss(識(shí)別、定位、告(數(shù)據(jù)采集、軟件工業(yè)ON度(園區(qū)、倉儲(chǔ)和車5G(移工業(yè)AR/VR5G(移工業(yè)(危險(xiǎn)及惡劣區(qū)域5G(移工業(yè)(視頻監(jiān)控、視頻業(yè)PON(機(jī)器人或無人機(jī)工業(yè)PON工業(yè)(固覺(表面檢測，缺陷)業(yè)PON—8—4.技術(shù)與實(shí)踐工業(yè)PON+5G融合是將以前分離的固定和移動(dòng)通信業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)和商業(yè)模式進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。從融合技術(shù)的角度包括：網(wǎng)絡(luò)融合、業(yè)務(wù)融合、終端融合，但在實(shí)踐中還需考慮融合商業(yè)模式及優(yōu)勢。能夠?qū)崿F(xiàn)融合建立在融合技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上。首先，云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化、軟件定義網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)為“固移融合”提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其次，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)倒換技術(shù)，在設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)層面實(shí)現(xiàn)無縫連接，能夠在不同的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)間傳輸多種應(yīng)用。然后，端到端的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，可以確保在同一張網(wǎng)針對(duì)不同的業(yè)務(wù)提供不同的傳輸質(zhì)量。最后，融合終端技術(shù)，終端具有多種網(wǎng)絡(luò)接入的能力和模塊，使得統(tǒng)一終端可以動(dòng)態(tài)選擇不同的傳輸路徑。實(shí)踐一：異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互為備份，提升網(wǎng)絡(luò)可靠性1)根據(jù)不同業(yè)務(wù)的訴求，支持可選5G/工業(yè)PON/5G+工業(yè)PON多路徑通信；—9—……AWG……AWG(ODN)…………2)控制類小包業(yè)務(wù)復(fù)制多份分別在5G和工業(yè)PON進(jìn)行發(fā)送，實(shí)現(xiàn)3)大包業(yè)務(wù)優(yōu)先在工業(yè)PON進(jìn)行傳輸，5G作為備份鏈路確保傳輸不收端“先到先得”保障關(guān)鍵業(yè)務(wù)可靠性。N×25GWDM-PON系統(tǒng)通過波分復(fù)用技術(shù)，在單根光纖上實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，系統(tǒng)上行和下行應(yīng)分別使用不同的波長，下行通道的波長范圍是1529.553nm~1544.526nm，上行通道的范圍是1551.721nm~1567.130nm。在支持上述工作波長時(shí)，OLT設(shè)備應(yīng)采用固定波長激光器，可選支持可調(diào)激光器；ONU設(shè)備應(yīng)采用可調(diào)激光器。應(yīng)用方式如圖所示：WDM-PONOLTWDM-PONNUWDM-PONNUWM(局側(cè))DUTCTTCTTCTTCTAAUAAUAAUAAUDUDUDU5G5G圖4N×25GWDM-PON系統(tǒng)應(yīng)用于5G前傳示意圖WDM-PON局端及AWG均可在工程初期部署，主干光纖原則上可利用式，通過配纖光纜調(diào)配快速提供前傳鏈路?！?0—靈活方便；2)與工業(yè)PON二層通過隧道技術(shù)和虛擬交換互通，形成園區(qū)內(nèi)一業(yè)務(wù)融合：業(yè)務(wù)融合：—11—1)MEC能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)能力通過可視化的方式開放給用戶；2)支持虛擬路由、交換、隔離、負(fù)載均衡等SDN能力實(shí)現(xiàn)平臺(tái)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)資源靈活編排；3)通過簡單配置就可以根據(jù)用戶場景化需求進(jìn)行靈活加載，包括視頻AI監(jiān)控、人臉識(shí)別打卡、天翼對(duì)講、AR遠(yuǎn)程輔助等。對(duì)于非連續(xù)性5G業(yè)務(wù)需求場景或者小型商業(yè)空間場景的室內(nèi)覆蓋，因?yàn)椴渴瓠h(huán)境、接入數(shù)量、回傳網(wǎng)絡(luò)等方面的原因，較難采用分布式小基站或擴(kuò)展型小基站，因此可隨寬帶部署的一體化小基站成為部分工業(yè)場景5G覆蓋的一種可行的解決方案。5G系統(tǒng)在時(shí)間、頻率上均要求同步，因此需要根據(jù)小基站的應(yīng)用場景、部署位置、PON承載能力，采用PON時(shí)鐘作為一體化小基站的時(shí)鐘同步方案，解決室內(nèi)安裝GNSS不便的問題?！?2—1.網(wǎng)絡(luò)融合設(shè)備1)AR：通過OAM機(jī)制進(jìn)行主用和備用鏈路可用性的檢測。2)OLT/ONU：通過雙鏈路雙發(fā)選收，保障重點(diǎn)業(yè)務(wù)冗余備份。N×25GWDM-PON系統(tǒng)承載的業(yè)務(wù)類型包括：2)用于5G前傳的時(shí)間同步信號(hào)、時(shí)鐘同步信號(hào)，包括SyncE1)OLT/AR:通過隧道將數(shù)據(jù)傳輸?shù)経PF。2)UPF：通過隧道交叉轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn)虛擬LAN網(wǎng)絡(luò)，接入5G/工業(yè)2.業(yè)務(wù)融合設(shè)備獨(dú)享型一體化MEC平臺(tái)，為行業(yè)客戶提供全套的MEC產(chǎn)品服務(wù)，該設(shè)備部署在客戶機(jī)房或者靠近客戶園區(qū)的電信機(jī)房，以軟硬一體的形式交付給客戶，通過部署的獨(dú)立門戶為客戶提供自主化的運(yùn)營管理能力，必要時(shí)運(yùn)營商也可以為其提供遠(yuǎn)程運(yùn)維的服務(wù)。MEC的具體功能主要分四個(gè)大類，即網(wǎng)絡(luò)能力、平臺(tái)能力、業(yè)務(wù)能力以及運(yùn)維能力。包括通過本地DNS等技術(shù)為企業(yè)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)能力；對(duì)物理機(jī)硬件資源展示和控制，靈活配置調(diào)度和管理虛擬機(jī)資源以及鏡像，提供全面的存儲(chǔ)管理能力等平臺(tái)能力；業(yè)務(wù)能力這塊，主要是各種服務(wù)—13—管理，包括應(yīng)用部署、應(yīng)用管理、應(yīng)用開通等；運(yùn)維能力這塊，運(yùn)營商通過運(yùn)維交付團(tuán)隊(duì)可以按照客戶需求提供定制化的交付。UPF可以看做一個(gè)將5G數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)到客戶內(nèi)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)，是運(yùn)營商和客戶的業(yè)務(wù)的分界點(diǎn)，也是5G邊緣定制網(wǎng)的必備要素。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)里，這樣的網(wǎng)元設(shè)備是運(yùn)用商分省集中部署的。在5G定制服務(wù)環(huán)境下，通過將這個(gè)網(wǎng)元下沉到客戶附近，實(shí)現(xiàn)了園區(qū)、企業(yè)5G數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)本地閉環(huán)，在保證數(shù)據(jù)安全不出廠的同時(shí)，也能滿足業(yè)務(wù)低時(shí)延的需求。根據(jù)部署位置的不同，可以提供最少20ms的業(yè)務(wù)時(shí)延。作為用戶面，支持5GSA組網(wǎng)場景的本地流量卸載，UPF根據(jù)下發(fā)的ULCL規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)滿足行業(yè)用戶訪問本地業(yè)務(wù)和公網(wǎng)需求；提供基于流的端到端QoS調(diào)度，支持流量限速和流量上報(bào)等功能；支持動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)規(guī)則、執(zhí)行業(yè)務(wù)策略；支持離線計(jì)費(fèi)、在線計(jì)費(fèi)，提供基于流量等多種計(jì)費(fèi)方案。3.終端融合設(shè)備5G一體化小基站是融合了PON系統(tǒng)、5G、WiFi高度集成的微型5G備形態(tài)之一，其最大的優(yōu)點(diǎn)是可以以較低成本實(shí)現(xiàn)按需便捷部署，滿足不同室內(nèi)場景的差異化需求，結(jié)合工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)條件和園區(qū)場景的實(shí)際業(yè)務(wù)需求、部署環(huán)境和部署限制，來滿足制造園區(qū)的覆蓋或者熱點(diǎn)容量訴求。G現(xiàn)網(wǎng)主設(shè)備廠家5GC實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，廠區(qū)內(nèi)部署5G小站網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)5G一體化小站的信令、用戶面數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)；用戶面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至本地UPF，信令面數(shù)據(jù)通過專網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)至大網(wǎng)—14—5GC；能夠識(shí)別網(wǎng)絡(luò)切片。5G一體化小基站保留ONU認(rèn)證流程不變，增加5G小基站認(rèn)證、配置流程，兩個(gè)流程相互獨(dú)立，降低管理的復(fù)雜度。1.網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建議在實(shí)際的規(guī)劃和建設(shè)過程中，工業(yè)PON光分配網(wǎng)(ODN)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃需要考慮基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況、業(yè)務(wù)密度的分布情況、建筑物類型、地理環(huán)境、管道資源，以及未來業(yè)務(wù)發(fā)展需求等。本規(guī)范涉及的工業(yè)PON的光分配網(wǎng)(ODN)主要面向工業(yè)PONOLT設(shè)備下沉部署到工廠和工業(yè)園區(qū)的應(yīng)用場景。總體規(guī)劃和建設(shè)原則如下：1)充分利用現(xiàn)有的資源，減少重復(fù)投資。如果需要建設(shè)新的管道，管道應(yīng)該一次安裝到位。2)光纜規(guī)劃，如果ONU數(shù)固定，推薦將主干配線光纜一次性鋪設(shè)到位，并留有維護(hù)及擴(kuò)容余量，引入光纜按實(shí)際需求配置連接。3)光交箱規(guī)劃，對(duì)于覆蓋面積大，用戶數(shù)量多，可選擇設(shè)置光交箱，進(jìn)行業(yè)務(wù)收斂，通常工業(yè)PON情況下，一般不推薦設(shè)置光交箱。4)分光器規(guī)劃，分光比及安裝位置具有靈活性，可根據(jù)業(yè)務(wù)帶寬需求及業(yè)務(wù)密度靈活設(shè)置。5)光分配網(wǎng)(ODN)結(jié)構(gòu)以樹形拓?fù)錇橹?，原則上低密度場景采用一級(jí)分光方式，中高密度場景采用二級(jí)分光方式。光分配網(wǎng)(ODN)也可以為總線型拓?fù)?，采用多?jí)非等分分光方式，但同一最多4個(gè)光分路器；一般采取1:32分光系統(tǒng)，針對(duì)—15—面向行業(yè)用戶的5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃總體流程如圖7所示，包含業(yè)務(wù)需求最小化、產(chǎn)品選型、網(wǎng)絡(luò)估算、網(wǎng)絡(luò)仿真、組網(wǎng)設(shè)計(jì)五個(gè)環(huán)節(jié)。行業(yè)客戶一般只提供業(yè)務(wù)需求、園區(qū)環(huán)境情況、覆蓋要求等信息，建設(shè)規(guī)劃交由運(yùn)營商等建設(shè)單位進(jìn)行實(shí)施。 1)業(yè)務(wù)需求最小化：完成Usecase業(yè)務(wù)模型分析，將業(yè)務(wù)訴求轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)需求。Usecase業(yè)務(wù)模型分析：對(duì)某場景下5GUsecase案例進(jìn)行業(yè)務(wù)分析，將Usecase的業(yè)務(wù)模型轉(zhuǎn)換為無線網(wǎng)絡(luò)可以度量的指標(biāo)，如下行/上行速率、時(shí)延和可靠性等無線指標(biāo)，并進(jìn)行分類；網(wǎng)絡(luò)需求分析：toB場景中可能同時(shí)存在低時(shí)延、高可靠或大帶寬等多類型業(yè)務(wù)混合的場景，需要將這些業(yè)務(wù)采用時(shí)延容量等效折算方法統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成容量需求，估算出某場景下的總體容量需求。2)產(chǎn)品選型：基于toB場景容量需求、場景特征、行業(yè)約束、無線特征等多維度確定基站側(cè)與終端側(cè)產(chǎn)品類型。3)網(wǎng)絡(luò)估算：基于產(chǎn)品類型、行業(yè)終端分布、容量基線做為輸入，從覆蓋與容量兩個(gè)維度估算小區(qū)規(guī)模?！?6—4)網(wǎng)絡(luò)仿真：以業(yè)務(wù)模型、終端分布、SLA要求作為輸入，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與仿真，評(píng)估每個(gè)終端SLA滿足度。5)組網(wǎng)設(shè)計(jì)：基于網(wǎng)絡(luò)仿真階段規(guī)劃的站點(diǎn)位置，現(xiàn)場勘測，詳細(xì)設(shè)計(jì)基站站高、方位角、傾角；基于業(yè)務(wù)對(duì)容量、時(shí)延的要求，設(shè)計(jì)特性保障方案。2.網(wǎng)絡(luò)部署模式C對(duì)于大型企業(yè)或園區(qū)，為確保數(shù)據(jù)不出園區(qū)，應(yīng)用就近接入等需求，用的視角需要提供一個(gè)整體的網(wǎng)絡(luò)管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)融合網(wǎng)絡(luò)的整網(wǎng)管控。控UPFUPF，OLT下沉部署到企業(yè)園區(qū)，工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)的管控系統(tǒng)部署到園區(qū)由企業(yè)自主管控，5G網(wǎng)絡(luò)的管控將由運(yùn)營商通過MEC上分配權(quán)限由客戶實(shí)現(xiàn)部分管控能力。的項(xiàng)目—17—申報(bào)中，智能制造、智慧醫(yī)療、智慧教育、礦山、港口、能源等領(lǐng)域申在行業(yè)融合應(yīng)用專題申報(bào)中，如圖9所示，該專題中工業(yè)制造、能源、港口、礦山、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)項(xiàng)目占比超過80%，其中工業(yè)制造領(lǐng)—18—821工業(yè)制造221物流1礦山821工業(yè)制造221物流1礦山1港口其他交通化初賽晉級(jí)的行業(yè)融合項(xiàng)目共200個(gè)，其中雙千兆協(xié)同項(xiàng)目65個(gè)，占比33%，在工業(yè)制造、礦山、交通、電力、港口等場景應(yīng)用較多，分別占比：37%、15%、9%、9%、8%。通過復(fù)賽晉級(jí)決賽的行業(yè)融合項(xiàng)目共51個(gè)，其中雙千兆協(xié)同項(xiàng)目物流、礦山和港口分別占比6%。通過決賽進(jìn)入總決賽的行業(yè)融合項(xiàng)目共11個(gè)，其中雙千兆協(xié)同項(xiàng)—19—首屆光華杯大賽的項(xiàng)目晉級(jí)情況來看，面向工業(yè)領(lǐng)域的雙千兆協(xié)同項(xiàng)目優(yōu)勢突出，進(jìn)而反映對(duì)于雙千兆的連接需求及創(chuàng)新應(yīng)用比較突出。(二)典型案例客戶需求：客戶建設(shè)二期項(xiàng)目需配套網(wǎng)絡(luò)方案，實(shí)現(xiàn)覆蓋72畝工廠內(nèi)辦公區(qū)、生產(chǎn)車間、倉儲(chǔ)物流、生活配套、園區(qū)環(huán)境全覆蓋，整網(wǎng)規(guī)劃滿足多類型業(yè)務(wù)承載。從使用網(wǎng)絡(luò)的角度，希望新建網(wǎng)絡(luò)能夠提供大帶寬、低延時(shí)、不丟包、工廠環(huán)境下穩(wěn)定可靠運(yùn)行、安全性、易管理維護(hù)、低故障等特性。并實(shí)現(xiàn)了千兆光網(wǎng)和Wi-Fi、5G等網(wǎng)絡(luò)的固移融合貫通協(xié)同。解決方案：采用工業(yè)PON+5G+MEC構(gòu)建工廠雙千兆組網(wǎng)方案，構(gòu)建起一張新型的千兆融合全光基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，如圖10所示，滿足智慧園區(qū)、辦公場景、生產(chǎn)場景的網(wǎng)絡(luò)部署，通過PON網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)有線場景的覆蓋，EC云實(shí)現(xiàn)MEC邊緣計(jì)算，計(jì)算后的核心數(shù)據(jù)上傳至私有云，實(shí)現(xiàn)云邊協(xié)同?！?0—組網(wǎng)特點(diǎn)：(1)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)通信功能，滿足基本的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，園區(qū)的語音、視頻等傳輸通信功能。數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，無論是通過光纖有線網(wǎng)絡(luò)采集的數(shù)據(jù)還是通過5G基站回傳的數(shù)據(jù)都可以無縫漫游。(2)立體化網(wǎng)絡(luò)，多業(yè)務(wù)類型海量接入能力，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延低，高帶寬，視頻傳輸、工控信號(hào)傳輸，滿足企業(yè)生產(chǎn)制造需求。(3)網(wǎng)絡(luò)智能化，就近部署邊緣云，智慧算力下沉園區(qū)邊緣，及時(shí)調(diào)用云網(wǎng)絡(luò)資源，低成本實(shí)現(xiàn)企業(yè)上云。實(shí)施效果：(1)工業(yè)數(shù)據(jù)采集及控制：該工廠數(shù)字化車間承載網(wǎng)使用PON網(wǎng)絡(luò)作為企業(yè)車間的承載網(wǎng)絡(luò)，OLT位于企業(yè)機(jī)房，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)采集?！?1—(2)生產(chǎn)管理，協(xié)同辦公：該工廠辦公網(wǎng)絡(luò)通過采用PON的OLT實(shí)現(xiàn)無線辦公接入以及生產(chǎn)管理PDA等手持設(shè)備的無線接入。(3)園區(qū)安防光網(wǎng)全接入：園區(qū)面積大，借助工業(yè)PON光網(wǎng)廣覆蓋優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)了安防類設(shè)備的多點(diǎn)位分布。(4)生活區(qū)域光網(wǎng)全覆蓋：該工廠使用面板式ONU和普通辦公ONU相結(jié)合，OLT位于機(jī)房，通過無源分光設(shè)備實(shí)現(xiàn)全宿舍的光網(wǎng)接入滿足企業(yè)員工在宿舍的生活、娛樂、工作的需求。工廠私有云實(shí)現(xiàn)MEC邊緣計(jì)算，其中5G流量，通過MEC內(nèi)部的分流能力將數(shù)據(jù)回傳至奧云德內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)及部署于MEC計(jì)算資源內(nèi)的AI視頻分析系統(tǒng)、AR遠(yuǎn)程協(xié)助系統(tǒng)、AGV調(diào)度系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集SCADA平臺(tái)、C2C控制中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)不出園區(qū)，計(jì)算資源邊緣下沉。(6)應(yīng)用后經(jīng)濟(jì)效益顯著：PON相較于傳統(tǒng)以太網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益節(jié)省案例2：石油化工-安全生產(chǎn)案例客戶需求：石油化工場所往往擁有龐大的油氣管線系統(tǒng)，安全生產(chǎn)管理是化工企業(yè)管理的重中之重。傳統(tǒng)的日常管線巡查不但耗時(shí)耗力，且很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏情況，往往是對(duì)環(huán)境，人員或財(cái)物造成傷害后才被動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題。因此，利用最新的科技手段，采用智能化物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，—22—將管網(wǎng)的狀態(tài)信息實(shí)時(shí)在線監(jiān)測分析，可以在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)管線的泄漏事故，再結(jié)合事先制定的應(yīng)急預(yù)案及聯(lián)動(dòng)措施，可將泄漏災(zāi)害降至最低，有效的減少安全事故，降低經(jīng)濟(jì)損失。一是設(shè)備的在線監(jiān)測覆蓋率不高，抓取的數(shù)據(jù)缺乏專業(yè)的分析管理。二是設(shè)備巡檢，檢修等過程仍然高度依靠傳統(tǒng)人工作業(yè)，智能化程度低，系統(tǒng)孤立，干擾多，偏差大。三是備品備件管理粗放，冗余過高，造成大量資金沉淀和浪費(fèi)。解決方案：本項(xiàng)目采