2018-工业互联网网络连接白皮书_71页-3mb

工业互联网网络连接白皮书总结

核心内容

工业互联网网络连接是实现人、机、物全面互联的基础，是推动工业数据流动和无缝集成的关键。白皮书指出，当前工业领域存在多种网络连接技术，针对不同场景设计，但缺乏统一标准，影响数据互通与系统集成。因此，白皮书提出工业互联网网络连接框架，涵盖网络互联和数据互通两个层次，并对各种网络连接技术进行分析与展望。

主要观点

1. 网络连接框架：工业互联网网络连接框架包括网络互联和数据互通两个层面。网络互联涉及工厂内和工厂外网络，数据互通则关注设备间的数据结构与规范，实现跨系统数据互操作。

2. 工厂内网络：

   • 现状：传统“两层三级”结构，存在技术壁垒和信息孤岛问题。
   • 发展趋势：融合、开放、灵活，推动OT与IT网络的整合。
   • 技术类型：包括有线网络（如单对双绞线以太网、时间敏感网络TSN、工业PON、确定性网络DetNet）和无线网络（如MulteFire、5G、NB-IoT、Wi-Fi、蓝牙、UWB、基站定位等）。

3. 工厂外网络：

   • 现状：部分企业仅采用普通互联网接入，存在信息孤岛。
   • 发展趋势：普遍化、精细化、灵活化。
   • 技术类型：包括企业专线（如MPLS VPN、OTN）、CloudVPN、SD-WAN和移动通信网络（如LTE、NB-IoT、5G）。

4. 数据互通：

   • 现状：存在大量异构协议和信息模型，跨系统数据互通困难。
   • 趋势：强调信息标准化、与云平台的连接、与现场设备的互通。
   • 技术方案：包括OPC UA、Lightweight M2M（LwM2M）等。

关键信息

一、网络连接框架

• 工业互联网网络连接框架由网络互联和数据互通两部分构成。
• 网络互联：包括工厂内网络和工厂外网络。
• 数据互通：确保数据在不同系统间传递，实现跨系统集成。

二、工厂内网络

1. 有线网络

• 单对双绞线以太网：支持10Mbps传输，适用于现场设备通信，兼容现有布线。
• 时间敏感网络（TSN）：提供确定性实时通信，适用于高可靠性、低时延场景。
• 工业无源光网络（PON）：具备高可靠性、大带宽和灵活部署能力。
• 确定性网络（DetNet）：支持跨子网的确定性传输，适用于工业控制与云互联。

2. 无线网络

• MulteFire：适用于工业场景的宽带和窄带无线连接，支持高精度定位和实时控制。
• 5G uRLLC：具备高可靠、低时延、广覆盖，适用于远程控制、设备协同等场景。
• NB-IoT：适用于低功耗、广连接的设备管理与远程监控。
• 定位技术：包括Wi-Fi、蓝牙、UWB、基站定位等，支持室内外定位需求，未来将向融合定位发展。
• 工业SDN：实现IT与OT网络融合，支持灵活组网、统一管理、可视化监控。

三、工厂外网络

• 企业专线：包括MPLS VPN、OTN等，满足跨区域互联、数据安全与高带宽需求。
• CloudVPN：基于云服务，实现快速开通和弹性扩容，降低网络部署复杂度。
• SD-WAN：支持多种接入方式，实现灵活组网与自助运维。
• 移动通信网络：包括LTE、NB-IoT、5G，提供广覆盖、高速率、高可靠性，满足工业互联网对连接和数据传输的多样化需求。

四、数据互通

• OPC UA：提供统一信息模型和通信标准，适用于工业现场设备，实现跨系统数据集成。
• Lightweight M2M（LwM2M）：轻量级协议，适用于资源受限的设备，支持远程管理、数据上报和订阅发布机制。

技术趋势与应用前景

• 工业网络技术正向融合、开放、灵活方向发展，推动OT与IT网络融合，实现数据无缝集成。
• 5G技术将成为工业互联网的重要支撑，提供高可靠、低时延、广连接的网络环境。
• OPC UA和LwM2M等协议将促进工业设备间的互操作性，提升工业数据的标准化与可管理性。
• 定位技术将向融合定位发展，满足不同工业场景的高精度、广覆盖需求。
• 工业SDN将提升网络的灵活性与管理效率，支持快速组网与智能运维。

未来展望

工业互联网网络连接技术将不断演进，支持更多应用场景，如远程控制、设备协同、智能制造等。随着技术标准的统一与产业链的完善，工业网络将实现更高效、更安全、更智能的连接方式，推动工业互联网的健康发展。