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打造高可靠F5G无损工业光网,助力工业企业提质增效

2023-04-19
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当前,工业智能化进入全面加速的新阶段,对于工业企业而言,将创新的通信与信息技术和生产业务流深度融合,离不开坚实的信息基础设施作为支撑。工业网络作为工业互联网建设的基础,也在时代的潮流中不断发展和创新。华为基于F5G(第五代固定网络)打造的高可靠无损工业光网解决方案,为这一领域注入了新的动能。

传统工业网络仍然面临诸多挑战

高性能、高可靠、高灵活、高安全是工业网络长期的追求。随着工业产业升级,传统工业网络面临诸多挑战,无法满足日益增长的智能化建设需求。

• 在环境温度差、电磁干扰大的生产环境,传统网络可靠性不足。比如电池生产或者汽车冲压车间的高压大功率电机启停频繁,产生沿电缆传播的传导电磁干扰和在空间传播的辐射电磁干扰,即使是带屏蔽层的以太网线,在这种强电磁干扰的场景下,抗干扰效果也不理想。

• 随着海量终端设备的接入,网络拥塞时常发生,传统网络无法处理,导致时延不确定,为工业生产带来了不确定风险。比如在汽车制造产线,60秒就可以组装一辆汽车,产线中断30分钟将会造成1百万美元的损失。

此外,传统网络复杂的组网方式,为传统网络带来了网络风暴、扩容困难等挑战;布设的大量网线,也为安装部署、扩容和管理等方面带来了困难,阻碍了工业产业智能化发展。

F5G全光工业网实现工业网络三大创新

光通信技术具有大带宽、低损耗等优势,是现代通信的重要基础。2022年,在一系列政策的拉动下,作为网络基础的光通信产业实现了长足的发展。我国建成了全球最大、最完整的光通信产业体系,光通信设备、光模块器件、光纤光缆等部分关键技术达到国际先进水平。

近年来,华为将F5G技术应用于工业场景,在介质、网络架构以及管理运维等方面实现创新。

全光工业网架构图

• 首先是介质创新。F5G采用光纤代替传统网线作为传输介质,光纤材质为二氧化硅,非常稳定、耐腐蚀且抗电磁干扰。光纤的带宽可平滑演进至50G甚至100G,未来网络升级可完全利旧,使生产车间至少10年无需换线,整体TCO可降低30%。

• 其次是架构创新。大二层扁平架构,支持点到多点传输,有源OLT位于数据中心,ONU靠近接入信息点,中间全无源,传输距离长达40公里,车间厂房无需部署机柜,整体部署效率可提升30%,轻松承载超长产线网络。

• 第三是运维创新。生产、办公、安防3网合一,由一张光纤网络统一承载,无源器件免运维并且故障率极低,ONU即插即用,上电即走。eSight统一管理整网设备,全网端到端运维可视,网络拓扑、链路节点状态直观可视,告警实时感知,智能光路诊断OTDR,光纤故障快速定位,运维效率可提升60%,1人轻松管理整个厂房网络。

打造高可靠无损工业光网,助力工业企业提质增效

随着光纤通信技术的快速发展与产业链成熟度的不断提高,华为率先提出无损工业光网理念,实现了三大创新,即“全时‘0’丢包“,”确定性低时延“以及“超长链式组网”,成为工业网络领域的新风向标。

• 第一是全时“0”丢包。工业生产可靠性要求高,丢包会直接影响网络可靠性。华为无损工业光网方案,支持双发选收能力,确保链路倒换时业务“0”丢包;基于星型组网架构,可以做到单节点故障时其他节点业务“0”丢包,以及增加或者删除网络节点时业务“0”丢包。

• 第二是确定性时延。F5G无损工业光网采用了TDM(时分复用)和硬隔离技术,网络带宽动态调度,避免网络拥塞。

• 第三是超长链式组网。在诸如公路,隧道和管廊等场景里,信息点链式分布,覆盖距离远。华为创新的光增程器,可以实现120公里覆盖,支持128级级联。

打造数字化产业园区,东风设备的全“光”探索

位于中国车城——十堰张湾区的东风设备制造有限公司(以下简称东风设备)也同步抢抓数字经济新机遇,以F5G全光网络技术为基础,深入推动F5G等ICT技术与制造业深度融合,支撑智能装备产业园区全面迈向网络化、数字化、智能化。

“工厂的智慧化升级,离不开坚实的网络基础。”东风设备数字智能科技事业部主任王忠良表示,“传统的网络架构受到网线传输带宽、距离的限制,而作为基于光纤联接的新ICT技术,F5G具有架构绿色极简、稳定可靠、灵活易调整等诸多优势,在制造业加速迈向智能制造的今天,成为智慧工厂、车间重要的“基础设施”。

东风设备园区的主干网络,由华为EA5800系列OLT设备承载GPON网络业务;在车间,则通过部署工业级ONU设备,为工厂生产和办公场景提供了高可靠的接入方案。

工厂内,大量的自动化生产设备需要通过控制中心统一调控,这对固网的带宽与可靠性提出了很高的要求,F5G无源光网络则凭借高带宽、大联接与固定可靠的特性,很好地满足了这一需求。例如,在生产中,远程监测与精准控制的实现需要全光网络低时延和低丢包率的支持,在确保数据传输可靠的前提下,最大程度地降低延迟,提高生产的精细程度。

中国制造全面迈向智能制造,构建面向未来的网络基础设施势在必行。F5G全光工业网在架构、演进和运维等方面的创新优势,既可以为各类工业场景提供高品质的网络联接,提升生产效率,也将推动节能减耗、绿色生产,实现可持续发展。自2020年以来,F5G全光工业网快速发展,目前已经广泛应用于工厂、地铁、高速、港口、电力、路口、矿业等场景,并持续深化,在未来必将发挥更重要的作用。

免责声明:文章内容和观点仅代表作者本人观点,供读者思想碰撞与技术交流参考,不作为华为公司产品与技术的官方依据。如需了解华为公司产品与技术详情,请访问产品与技术介绍页面或咨询华为公司人员。

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