在業(yè)界將目光聚集在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺培育的同時，網(wǎng)絡(luò)側(cè)的“互聯(lián)互通”缺失卻不容忽視。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系中章理，網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)是核心嘴父，安全是保障杂蒙。《國務(wù)院關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》中提出企悦，組織實(shí)施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)企業(yè)內(nèi)網(wǎng)台腥、工業(yè)企業(yè)外網(wǎng)和標(biāo)識解析體系的建設(shè)升級。

在“看得見的手”的推動下绒北，一場自上而下的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)改造工程正式開啟黎侈。本文為你解構(gòu)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的通信技術(shù)。

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5G：搭建比馬達(dá)還快的機(jī)器連接

一場自上而下的工業(yè)變革正悄然進(jìn)行镇饮。

2012年蜓竹，國際制造業(yè)巨頭—美國通用電氣公司(GE)首次提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念，認(rèn)為未來將通過設(shè)備储藐、互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)相結(jié)合俱济，促進(jìn)更先進(jìn)的設(shè)備和更完善的服務(wù)產(chǎn)生，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將是繼工業(yè)革命和互聯(lián)網(wǎng)革命之后的下一次全球商業(yè)浪潮钙勃。

隨后蛛碌，德國、中國等國際大國相繼將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)擺著重要戰(zhàn)略地位辖源，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)之戰(zhàn)一觸即發(fā)蔚携。

然而，在各方意圖搶占工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)先機(jī)時克饶，5G因?yàn)槠涓咚俾誓浅健⒌蜁r延拳鹉、海量連接等特性能夠?yàn)楣I(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，而被視為實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“助燃劑”绑燃。

那么乍之，5G是如何助燃工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)?據(jù)悉，要想節(jié)省工廠效率出毁，實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)促奇，就需要完成工業(yè)自動化的工業(yè)控制，而這需要端到端毫秒級的超低時延和接近100%的高可靠性通信做保障管剂。

5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)能夠?yàn)楣I(yè)應(yīng)用分配專屬的低時延高可靠切片露龙，并通過切片內(nèi)部參數(shù)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)可根據(jù)業(yè)務(wù)需求變化自動優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)參數(shù)崇槽，并可針對不同企業(yè)的多樣產(chǎn)品需求進(jìn)行更細(xì)粒度切片, 從而可以較低成本滿足垂直行業(yè)需求注辜。

盡管5G還未走進(jìn)現(xiàn)實(shí)，華為惶政、中興背涉、愛立信、諾基亞等國際主流設(shè)備商在加緊研發(fā)5G技術(shù)的同時移必，都在積極與垂直行業(yè)合作室谚，利用其端到端無線網(wǎng)絡(luò)試水工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。

華為輪值CEO徐直軍曾公開表示崔泵，5G能大幅度提升用戶體驗(yàn)秒赤，諸如在5G網(wǎng)絡(luò)下，下載一部6G的高清電影只需要2秒憎瘸，且能實(shí)現(xiàn)千億級的連接入篮，同時，5G還具有工業(yè)級的可靠性和實(shí)時性幌甘，將為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)支撐潮售。

值得一提的是，在日前落幕的2018 MWC上锅风，華為就展示了5G助力智能制造實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)的縮影酥诽。據(jù)悉，該應(yīng)用通過用無線網(wǎng)絡(luò)連接了“工廠”中的9臺WAVE機(jī)器人皱埠，它們通過無線網(wǎng)絡(luò)的形成分工協(xié)作肮帐，能夠快速地根據(jù)需求組裝3種不同的圓珠筆，甚至將買家的名字刻在筆殼上番搅。

此外代徒，愛立信也將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為5G的殺手級應(yīng)用，并在MWC2018上和中國移動聯(lián)合展示了智能工廠瘸拳，該應(yīng)用是利用5G網(wǎng)絡(luò)切片能力昔黍，支撐產(chǎn)線產(chǎn)品的定制化組裝能力穗俩，對產(chǎn)線上的配件信息實(shí)時采集，借助云端人工智能進(jìn)行識別和匹配兆送，并根據(jù)識別結(jié)果恒焕，驅(qū)動機(jī)械臂完成產(chǎn)品組裝。

同時棺距，諾基亞也與中國移動共同展示了5G網(wǎng)絡(luò)切片在工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用場景，通過移動網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了液壓自動化高精度控制和作業(yè)場地實(shí)時監(jiān)控的業(yè)務(wù)演示圃匙， 展示了5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)在工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐榴蜻。

可以發(fā)現(xiàn)，雖然工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方興未艾炎蹬，5G仍在路上瞎喉，但5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合已是必然，也必將創(chuàng)造更大的價值竭沫。

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邊緣計(jì)算：海量工業(yè)應(yīng)用的計(jì)算基石

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)離不開邊緣計(jì)算(MEC)燥翅。

IDC統(tǒng)計(jì)，截至2020年將有超過500億終端與設(shè)備聯(lián)網(wǎng)蜕提，未來超過50%的數(shù)據(jù)需要在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)分析森书、處理與儲存。邊緣計(jì)算能在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)就近提供邊緣智能服務(wù)谎势，滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接凛膏、實(shí)時業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化脏榆、應(yīng)用智能猖毫、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。

通過邊緣計(jì)算的資源和能力须喂，可將虛擬空間和物理實(shí)體緊密融合在一起吁断。

在工業(yè)制造領(lǐng)域，要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造坞生、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同仔役、智能化轉(zhuǎn)型，離不開物聯(lián)網(wǎng)马前、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算痪猛，更離不開邊緣計(jì)算。

換言之居截，邊緣計(jì)算接近于工業(yè)上分布式自律的概念算换，在基于互聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)分布式計(jì)算環(huán)境下，集中與分散相結(jié)合六呼，既有效利用互聯(lián)網(wǎng)的資源客惨，又保證了用戶系統(tǒng)的自律性尘腕、安全性和健壯性。

眾所周知践赁，“工業(yè)4.0”的核心是CPS摸马，而融合了網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算胧扇、存儲五逢、應(yīng)用核心能力的邊緣計(jì)算，顯然是CPS的核心牢贸。因此竹观，邊緣計(jì)算被看作“工業(yè)4.0”核心之核心。

在目前普遍采用的基于PLC潜索、DCS臭增、工控機(jī)和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)中，位于底層竹习、嵌于設(shè)備中的計(jì)算資源許多都是邊緣計(jì)算的資源誊抛。

作為邊緣計(jì)算的具體表現(xiàn)形式，工業(yè)CPS在底層通過工業(yè)服務(wù)適配器整陌，將現(xiàn)場設(shè)備封裝成web服務(wù);在基礎(chǔ)設(shè)施層拗窃，通過工業(yè)無線和工業(yè)SDN網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場設(shè)備以扁平互聯(lián)的方式聯(lián)接到工業(yè)數(shù)據(jù)平臺中;在數(shù)據(jù)平臺中，根據(jù)產(chǎn)線的工藝和工序模型蔓榄，通過服務(wù)組合對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行動態(tài)管理和組合并炮，并與MES等系統(tǒng)對接。工業(yè)CPS系統(tǒng)能夠支撐生產(chǎn)計(jì)劃靈活適應(yīng)產(chǎn)線資源的變化甥郑，舊的制造設(shè)備快速替換與新設(shè)備上線逃魄。

以冶金行業(yè)為例，目前規(guī)模以上冶金企業(yè)信息化已頗具成效澜搅，但缺少的恰恰是末端智能窄兜。冶金方面的數(shù)據(jù)經(jīng)常出現(xiàn)完整性和一致性的問題，解決不好會給能源管理和智能管理環(huán)節(jié)造成困難屋犯。

此外恤兴，冶金的物流跟蹤是典型的CPS，其間滑期，物理與化學(xué)形態(tài)經(jīng)常發(fā)生改變闽但，控制過程有一定難度。邊緣計(jì)算能在其中發(fā)揮著重要作用账阳，幫助實(shí)物聯(lián)網(wǎng)阁喉，成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效補(bǔ)充。

顯而易見，通過引入邊緣計(jì)算噪设，能夠?yàn)橹圃鞓I(yè)提供：設(shè)備靈活替換;生產(chǎn)計(jì)劃靈活調(diào)整;新工藝/新型號快速部署碗挟。進(jìn)一步推動智能制造的實(shí)現(xiàn)。

未來乔墙，作為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)分析和處理應(yīng)用程序的引擎竞谒，邊緣計(jì)算將會發(fā)展得更快。此外腔召，邊緣計(jì)算技術(shù)公司也在成為資本市場下一個投資目標(biāo)杆查。隨著從汽車、無人機(jī)宴咧、醫(yī)療設(shè)備到機(jī)器人領(lǐng)域設(shè)備連接數(shù)量不斷增長根灯，越來越多企業(yè)正在擁抱邊緣計(jì)算技術(shù)。

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SDN：工廠靈活組網(wǎng)的首選

物聯(lián)網(wǎng)時代將至掺栅，與所有網(wǎng)絡(luò)一樣，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在沿著IP化纳猪、扁平化氧卧、無線化、靈活組網(wǎng)的方向演進(jìn)氏堤。

在這一背景下沙绝，能為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)僵化架構(gòu)帶來新活力的SDN與NFV將成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的重要方向。

眾所周知鼠锈，目前分層割裂的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)嚴(yán)重阻礙了信息的高效互聯(lián)闪檬，需要構(gòu)建新的扁平的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，同時购笆，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的工廠內(nèi)網(wǎng)正在向著一個IT與OT融合趨勢發(fā)展坐署。

因此，基于SDN的工業(yè)融合互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)憑借既能夠?qū)崿F(xiàn)扁平化挥挚，又能將IT與OT完美融合成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的首選玻岳。

未來工業(yè)SDN融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將包含三大特征：

首先是融合接入，工業(yè)以太網(wǎng)的專有協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的通用協(xié)議都都可通過這個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一接入卜伟。

第二是融合互聯(lián)别孵，因?yàn)槟壳叭匀淮嬖诖罅楷F(xiàn)有工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而原有系統(tǒng)和原有生態(tài)里的專有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仍會占有相當(dāng)大市場份額和空間米原。因此融合互聯(lián)將能夠支持標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議相互之間的互聯(lián)葛窜，也支持工業(yè)以太網(wǎng)專有之間的互聯(lián)。

第三是融合管理虹悄，未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)顯然將要求在一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)里進(jìn)行統(tǒng)一拓?fù)涔芾砩菏獭⒃O(shè)備管理、策略管理改宅、業(yè)務(wù)管理等功能晒淮。

工業(yè)SDN應(yīng)用正在形成盲如。近日，中國科學(xué)院沈陽自動化研究所借鑒SDN理念在網(wǎng)絡(luò)層成功構(gòu)建了一個扁平化架構(gòu)敲霍。在此架構(gòu)中俊马，轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能以一個融合的形式連接在一起肩杈，并通過一個統(tǒng)一的ICT的控制器進(jìn)行整個網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一管理和調(diào)度柴我。

未來，所有用于工業(yè)生產(chǎn)的IT和OT設(shè)備全都能接入這樣的網(wǎng)絡(luò)中來扩然，并利用SDN的北向接口跟工業(yè)控制系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)艘儒，系統(tǒng)會產(chǎn)生什么樣的通訊的需求，有多大的通信量夫偶，有什么樣的實(shí)時和可靠性的要求界睁，都可以通過北向接口送到控制器，然后由控制器掌握所有調(diào)度和管理兵拢，生成策略下發(fā)到扁平化的交換機(jī)中翻斟。通過這樣的架構(gòu)，能極大的提高網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性和靈活性说铃，又能保證現(xiàn)有的ITOT業(yè)務(wù)的需求访惜。

隨著國家對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略的進(jìn)一步推進(jìn)，未來我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)必將進(jìn)一步探索面向工業(yè)環(huán)境的有線無線融合組網(wǎng)以及工業(yè)制造領(lǐng)域SDN技術(shù)碟荐。

針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)海量連接净彼、安全可靠等新需求，加快5G未蚕、軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)朗恤、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)等技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用，不斷提升網(wǎng)絡(luò)寬帶接入和傳輸速率琴邻，加大力度促進(jìn)標(biāo)識解析系統(tǒng)建設(shè)捍椎，構(gòu)建支撐跨工廠、跨企業(yè)全面信息互聯(lián)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施赂燎。

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NB-IoT：特定場景的連接利器

作為物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的重要應(yīng)用飞熙，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)有密不可分的關(guān)系。

“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以說是物聯(lián)網(wǎng)的一部分向膏，但是大多數(shù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景豪纸，要求網(wǎng)絡(luò)達(dá)到毫秒級的端到端時延和100%高可靠性。這意味著逞迟，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)具備物聯(lián)網(wǎng)的普遍特征岩喷，但卻在時延和可靠性等特性上有高于一般物聯(lián)網(wǎng)的要求。”一位不愿具名的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)資深專家告訴《通信產(chǎn)業(yè)報》(網(wǎng))記者纱意。

與此同時婶溯，具備超高可靠、超低時延特性的窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)也將作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)重要連接技術(shù)偷霉。

據(jù)媒體披露迄委，從2018年開始，我國將在推動工業(yè)企業(yè)內(nèi)網(wǎng)改造升級的基礎(chǔ)上类少，在工業(yè)領(lǐng)域逐步部署窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)等先進(jìn)技術(shù)叙身，并以此形成成熟的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和生產(chǎn)體系。

那么硫狞，NB-IoT如何助力工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)?

眾所周知信轿，NB-IoT作為一個空中接口標(biāo)準(zhǔn)，主要是在終端與基站eNB之間的約定残吩，包括物理層與數(shù)據(jù)鏈路層的一些設(shè)計(jì)規(guī)定财忽，除了能做到低時延和高可靠之外，其主要優(yōu)勢就是終端功耗低泣侮、待機(jī)時間長充贿、成本低、覆蓋深度更強(qiáng)菲贝、連接數(shù)量大。

所以對于低功耗鳄砸、廣覆蓋威跟、大連接等工業(yè)信息采集和控制場景，NB-IoT將成為最適合的連接技術(shù)惧圆。

正因?yàn)镹B-IoT的巨大利好往茄，我國也在政策層面推動NB-IoT建設(shè)。去年6月瘦镶，工信部在文件中提出到2017年末乘占，要完結(jié)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)掩蓋直轄市、省會城市等首要城市澳坟，基站規(guī)劃到達(dá)40萬個;到2020年笔畜，NB-IoT網(wǎng)絡(luò)完結(jié)全國遍及掩蓋，面向室內(nèi)孤殿、交通路網(wǎng)呐粘、地下管網(wǎng)等使用場景完結(jié)深度掩蓋，基站規(guī)劃到達(dá)150萬個转捕。

與此同時作岖，在NB-IoT核心標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)之后，三大運(yùn)營商均大力推動NB-IoT網(wǎng)絡(luò)部署。

據(jù)悉痘儡，中國聯(lián)通在去年完成了NB-IoT核心網(wǎng)建設(shè)辕万，計(jì)劃將在今年5月份建設(shè)30萬個NB-IoT基站個，基本實(shí)現(xiàn)全國覆蓋沉删。中國移動也表示將在全國346個主要城市城區(qū)實(shí)現(xiàn)NB-IoT連續(xù)覆蓋渐尿。

與此同時，中國電信在也去年宣布已建成全球首個覆蓋最廣的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)丑念，實(shí)現(xiàn)31萬個基站的升級涡戳。

顯然，隨著NB-IoT商用步伐的加快脯倚，將助推工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)落地渔彰。

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TSN：智能工廠的“中央樞紐”

網(wǎng)絡(luò)在智能工廠中扮演舉足輕重的角色，各種傳感器和設(shè)備機(jī)臺都需要通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互相鏈接鸯流，才能實(shí)現(xiàn)智慧工廠的愿景胯挚。

在工業(yè)企業(yè)內(nèi)網(wǎng)方面，傳統(tǒng)工業(yè)現(xiàn)場總線址靶、工業(yè)以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)咨桶、標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品主要集中于少數(shù)發(fā)達(dá)國家。近年來乔盹，我國提出了工廠自動化以太網(wǎng)(EPA)椎敞、工業(yè)過程/工廠自動化無線網(wǎng)絡(luò)(WIA-PA/FA)等技術(shù)，但產(chǎn)業(yè)化和商用水平低叨剧。

目前配籽，時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)、工業(yè)軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)等新技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化成為國際產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的新熱點(diǎn)秩旬》上“既有的工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)有工業(yè)設(shè)備已綽綽有余，但若是要實(shí)現(xiàn)未來工業(yè)4.0淘客，以云端服務(wù)器控管全球工業(yè)系統(tǒng)的愿景村秒，則需倚靠TSN∽偶ⅲ”某工業(yè)企業(yè)人士表示犀农。

TSN是Time Sensitive Networking(時間敏感性網(wǎng)絡(luò))的縮寫，是一個IEEE的工作組的項(xiàng)目贱勃，其核心技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)帶寬預(yù)留井赌、精確時鐘同步與流量整形，保證了網(wǎng)絡(luò)低時延贵扰、高可靠性的需求等仇穗。

作為底層的通用架構(gòu)流部，TSN實(shí)現(xiàn)異構(gòu)性網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時性數(shù)據(jù)交換，TSN通過一條以太網(wǎng)支持實(shí)時控制和同步纹坐，例如在運(yùn)動應(yīng)用和機(jī)器人之間枝冀，TSN可以同時支持其他在制造業(yè)應(yīng)用中常見的數(shù)據(jù)通信。

TSN使得更多企業(yè)可以在此架構(gòu)上實(shí)現(xiàn)OT和IT的融合耘子。使得過去人們對于IT與OT連接的各種障礙得以獲得一個清晰而可行的解決之道果漾，最終實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)，在這個基礎(chǔ)上谷誓，大數(shù)據(jù)應(yīng)用绒障、人工智能分析等才能被實(shí)現(xiàn)。

來自于《控制工程》的報告蕾崔，時間敏感型網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢主要有兩個场恬，首先，它基于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)氧蔼。其次吝寒，時間敏感型網(wǎng)絡(luò)在任何時候都可以設(shè)定速度運(yùn)行，不會停滯不前夫蚜。

這項(xiàng)技術(shù)必不可少, 因?yàn)殡S著更多的設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò), 需要中央“樞紐”來指揮所有的列車并確保它們按時到達(dá)正變得越來越重要办煞。

據(jù)了解，目前IEEE TSN工作組已完成了實(shí)施TSN所需的核心標(biāo)準(zhǔn), 業(yè)界已開發(fā)出支持TSN技術(shù)的首批產(chǎn)品功刽。

國家儀器日前推出的TSN先期技術(shù)平臺害恋，以便長期支持開發(fā)同步化與通信作業(yè)的全新標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。在思科和英特爾的協(xié)力合作之下显午，國家儀器協(xié)助客戶打造分布式系統(tǒng)服英，針對分布式控制與量測循環(huán)，執(zhí)行同步化I/O遇穷、程序代碼與精確的通信作業(yè)，而這些作業(yè)都能在以太網(wǎng)絡(luò)上完成申屹。

TSN能夠在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)絡(luò)上建立分布式绘证、可同步化的Hard Real-Time系統(tǒng)。這些系統(tǒng)使用同樣的架構(gòu)執(zhí)行Real-Time控制與傳遞所有標(biāo)準(zhǔn)信息科技(IT)數(shù)據(jù)哗讥，驅(qū)動著控制嚷那、量測、設(shè)定杆煞、人機(jī)接口(UI)與檔案交換架構(gòu)的整合魏宽。其網(wǎng)絡(luò)整合、安全控制流量與高效能的特性决乎，可能會徹底改變系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與維護(hù)队询。

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工業(yè)PON：連接每一個生產(chǎn)單元

作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分派桩，工業(yè)無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。

所謂的工業(yè)PON是應(yīng)用工業(yè)環(huán)境的全光PON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)蚌斩，由一個光線路終端OLT铆惑、至少一個光配線網(wǎng)ODN、至少一個光網(wǎng)絡(luò)單元ONU組成送膳。

工業(yè)PON系統(tǒng)能夠滿足企業(yè)的生產(chǎn)控制员魏、工序工藝數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測穆烹、視頻監(jiān)控等各種應(yīng)用場景乌换。基于PON技術(shù)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)平臺將產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)败何、制造生產(chǎn)取阳、銷售、物流惹你、售后各工業(yè)化環(huán)節(jié)融合集成夕荆，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)CRM、MES糊扑、ERP添毒、SCM、SCADA等系統(tǒng)信息孤島的統(tǒng)一控制和管理樟闽。

正是由于工業(yè)PON在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的核心地位植西，才促使國家從政策層面鼓勵企業(yè)開發(fā)和運(yùn)用工業(yè)PON。國務(wù)院印發(fā)的《國務(wù)院關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》明確指出笨扁，支持工業(yè)企業(yè)以IPv6宫屠、工業(yè)無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)、工業(yè)無線等技術(shù)改造工業(yè)企業(yè)內(nèi)網(wǎng)滑蚯，以IPv6浪蹂、軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)以及新型蜂窩移動通信技術(shù)對工業(yè)企業(yè)外網(wǎng)進(jìn)行升級改造。

在國家這一政策的有力支撐下告材，中國電信坤次、中興等產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)均從各自的優(yōu)勢出發(fā)，推出了一系列工業(yè)PON產(chǎn)品和解決方案斥赋。

其中缰猴，中國電信通過合資企業(yè)浙江省公眾信息產(chǎn)業(yè)有限公司開發(fā)了工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。而中興與合作伙伴一起推出了工業(yè)無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)2.0解決方案疤剑。

據(jù)了解滑绒，中國電信的工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是該企業(yè)立足于構(gòu)筑新一代智能通信網(wǎng)，在對傳統(tǒng)工業(yè)交換機(jī)系統(tǒng)研究基礎(chǔ)之上隘膘，結(jié)合最尖端的無源光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展疑故，創(chuàng)新出的一套安全杠览、可靠、融合锤塘、先進(jìn)的綜合解決方案妨舟。目前，中國電信已在江蘇伦够、云南等省份的制造企業(yè)成功運(yùn)用了上述方案邦叶。

而中興的工業(yè)PON2.0解決方案，是在成熟應(yīng)用工業(yè)PON1.0解決方案基礎(chǔ)上技術(shù)升級绅厘，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)協(xié)議兼容尺笼、協(xié)議容器、多種協(xié)議轉(zhuǎn)換缤纽、數(shù)據(jù)采集林下、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接入、安全訪問等功能讨绝，IT腋芜、CT、OT三網(wǎng)互聯(lián)形成一個互通的內(nèi)網(wǎng)脸学，幫助制造企業(yè)快速構(gòu)建工業(yè)4.0扁平化的工廠內(nèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)花炭。除了上述較成熟的解決方案之外，還有更多產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)有意進(jìn)軍工業(yè)PON領(lǐng)域躲履。

比如见间，中國聯(lián)通就計(jì)劃在固網(wǎng)方面，通過工業(yè)PON切入到園區(qū)內(nèi)網(wǎng)的解決方案工猜。

國家千人計(jì)劃專家米诉、中國聯(lián)通大數(shù)據(jù)首席科學(xué)家范濟(jì)安博士表示，相比于傳統(tǒng)的以太網(wǎng)篷帅，工業(yè)PON的連接距離長史侣，抗干擾防污染性強(qiáng)，性能和安全性高等特點(diǎn)魏身，使其在內(nèi)網(wǎng)的解決方案中具有更強(qiáng)的能力抵窒，是智能車間、智能工廠叠骑、智能園區(qū)必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。現(xiàn)在聯(lián)通主要針對新建園區(qū)削茁、廠房宙枷，原有廠房的更新?lián)Q代等為工業(yè)企業(yè)提供內(nèi)網(wǎng)解決方案。

盡管工業(yè)PON在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中擔(dān)負(fù)著信息傳輸?shù)闹匾饔眉氚希又谕ㄓ霉馔ㄐ畔到y(tǒng)中PON技術(shù)已經(jīng)趨于完善昏个，但是各大廠商在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的PON技術(shù)還處于摸索階段蟋扩，未來仍有加大成長空間。

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標(biāo)識解析體系：工互的關(guān)鍵“神經(jīng)系統(tǒng)”

“如同DNS在互聯(lián)網(wǎng)中的作用一樣乃屈，標(biāo)識解析體系是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵神經(jīng)系統(tǒng)南翻。”一位深諳工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域多年的專家向記者表示兼英。

標(biāo)識解析體系绵布，作為用于識別和管理物品信息、機(jī)器的資源喳牌，是整個網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施肪禾。

目前，國內(nèi)外存在多種標(biāo)識編碼及標(biāo)識解析方案玲院。由于標(biāo)識編碼尚未統(tǒng)一袁羔，中小型企業(yè)內(nèi)部大量使用自定義的私有標(biāo)識，而涉及流通環(huán)節(jié)的供應(yīng)鏈管理淡早、產(chǎn)品溯源等應(yīng)用模式正在逐步嘗試跨企業(yè)的公有標(biāo)識挠疲。

《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)1.0》(以下簡稱“白皮書”)指出，標(biāo)識解析體系可分為兩大發(fā)展路徑醇坝，改良路徑和變革路徑邑跪。

改良路徑仍基于互聯(lián)網(wǎng)DNS系統(tǒng)，并適當(dāng)改進(jìn)纲仍，其中以美國GS1/EPCglobal組織針對EPC編碼提出的ONS解析系統(tǒng)相對成熟呀袱。國際上主要的標(biāo)識解析體系在中國都授權(quán)設(shè)立了分支機(jī)構(gòu)，如電子標(biāo)準(zhǔn)化院組建的OID注冊中心郑叠，物品編碼中心負(fù)責(zé)國內(nèi)的EPC編碼分配夜赵。

同時，我國也在基于DNS系統(tǒng)積極探索其他改良方案乡革，如中科院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心的物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)標(biāo)識解析NIOT方案寇僧，中國信息通信研究院CID編碼體系。

變革路徑采用區(qū)別于DNS的標(biāo)識解析技術(shù)沸版，目前主要是DONA基金會提出的Handle方案嘁傀。其采用平行根技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各國共同管理和維護(hù)根區(qū)文件视粮，現(xiàn)已在ITU细办、美、德及我國設(shè)置了4個根服務(wù)器胃磷。

不過认施，白皮書指出，現(xiàn)有的標(biāo)識解析體系尚難以滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求裤困。這是因?yàn)槎嗤桑突ヂ?lián)網(wǎng)相比妨谦，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主題對象來源更為復(fù)雜，數(shù)據(jù)更多嘀回，而且敏感信息占得比例也居多显而。

鑒于這些挑戰(zhàn)，標(biāo)識解析體系將是一個長期研究的課題蜜裸。從目前來看楷芝，多種標(biāo)識解析體系將在一定時期內(nèi)共存『婢悖基于改良路徑的方案和基于變革路徑的方案在國內(nèi)外均已啟動并形成一定規(guī)模布局均天，短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)標(biāo)識解析的統(tǒng)一。

白皮書指出绘辈，公平對等是標(biāo)識解析體系的重要發(fā)展方向恢着。這是因?yàn)椋诨ヂ?lián)網(wǎng)時代财破，DNS的最高管理權(quán)掌握在少數(shù)國家手中掰派，這種集中化的單邊管理機(jī)制既容易受到黑客攻擊，又存在控制權(quán)爭議問題左痢。國內(nèi)外已經(jīng)提出并開始布局多種新型標(biāo)識解析體系方案靡羡。

中國信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所副總工李海花指出俊性，為避免出現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)時代DNS受制于人的情況略步，我國發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)著力打造標(biāo)識解析體系。

從頂層設(shè)計(jì)開始定页，研究制定標(biāo)識解析體系的整體架構(gòu)趟薄，確立發(fā)展路線圖和時間表，強(qiáng)化統(tǒng)籌領(lǐng)導(dǎo)機(jī)制典徊，設(shè)立國家管理機(jī)構(gòu)杭煎。在系統(tǒng)建設(shè)方面，完善根節(jié)點(diǎn)卒落，建設(shè)國家頂級節(jié)點(diǎn)+配套支撐系統(tǒng)枝徙，建設(shè)各級子解析節(jié)點(diǎn)+公共遞歸解析節(jié)點(diǎn)。

為加強(qiáng)話語權(quán)顺丸，我國應(yīng)該積極參與標(biāo)識解析體系的國際規(guī)則和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定饺焕，此外，從生態(tài)層面來說短即，推動標(biāo)識解析系統(tǒng)集成創(chuàng)新應(yīng)用什氮。

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IPv6：承載百億機(jī)器接入

IPv6是用于替代現(xiàn)行版本互聯(lián)網(wǎng)IP協(xié)議(IPv4)的下一代IP協(xié)議。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”、物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用融合發(fā)展燎隅，全球?qū)P地址的需求將持續(xù)增長。據(jù)預(yù)測蝇盖，2020年全球互聯(lián)設(shè)備數(shù)將超300億扁奔，而中國IP地址需求可能超過100億。但I(xiàn)Pv4僅能提供大約40億左右的網(wǎng)絡(luò)地址虎资，難以滿足需求暖谚。

除具備龐大的地址空間，IPv6支持終端即插即用卷雕，更匹配物聯(lián)網(wǎng)終端應(yīng)用需求;同時节猿，IPv6可實(shí)現(xiàn)更高的安全性，是下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要基礎(chǔ)漫雕。隨著我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的繁榮滨嘱，IPv6發(fā)展將是巨大市場需求帶來的必然結(jié)果。

但是浸间，IPv6從1998年由CERNET首次引進(jìn)中國太雨，至今已滿20年，而目前國內(nèi)IPv6的用戶數(shù)量大約只有2000萬魁蒜。在“2016全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大會(GNTC)”上囊扳，中國工程院院士、清華大學(xué)教授吳建平曾表示兜看，我國的IPv6發(fā)展“起了個大早锥咸，趕了個晚集∠敢疲”

在這一背景下搏予，2017年底中辦、國務(wù)院印發(fā)《推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版(IPv6)規(guī)模部署行動計(jì)劃》葫哗，提出到2018年末狈合，IPv6活躍用戶數(shù)達(dá)到2億;到2020年末新增網(wǎng)絡(luò)地址不再使用私有IPv4地址，IPv6活躍用戶數(shù)超過5億;到2025年末笤吵，全面完成向下一代互聯(lián)網(wǎng)的平滑演進(jìn)升級捏描。同時構(gòu)筑IPv6環(huán)境下工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)叹倒、車聯(lián)網(wǎng)肘蜘、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)甩芦、人工智能等新興領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)安全保障能力讽空。

可以預(yù)見，大力發(fā)展基于IPv6的下一代互聯(lián)網(wǎng)，有助于提升我國網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)自主創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)高端發(fā)展水平楞盼，高效支撐移動互聯(lián)網(wǎng)忍症、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)锄镜、云計(jì)算稽及、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興領(lǐng)域快速發(fā)展滑频，不斷催生新技術(shù)新業(yè)態(tài)捡偏，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進(jìn)一步繁榮，打造先進(jìn)開放的下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)峡迷。

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