2024-06-17-绿色全光网络技术联盟-2024智慧工厂F5G全光网设计指南报告_84页_5mb

智慧工厂F5G全光网设计指南总结

核心内容概述

智慧工厂F5G全光网设计指南旨在为制造工厂的网络设计提供指导，通过F5G技术实现园区网络的高效、可靠、智能化部署。指南涵盖了F5G全光网的定义、关键技术、设计原则、组网架构、PON技术选择、保护方式、分光比设计、场景详细设计及业务配置规划等方面，为网络设计者、工程师和决策者提供全面的技术参考。

主要观点

• F5G定义：F5G是第五代固定网络，具备大带宽、多连接和好体验三大特征，主要技术包括10GPON、每波长200G/400G光传输技术、下一代OTN技术等。
• 组网架构：根据业务需求，推荐三种组网架构：生产网独立建网，安防网和办公网融合建网；生产网、安防网、办公网独立建网；生产网、安防网、办公网融合建网。
• PON技术选择：根据业务带宽需求选择GPON或XGS-PON技术，其中XGS-PON适用于高带宽场景，GPON适用于普通带宽场景。
• 保护方式：Type B和Type C保护方案，Type C方案提供更全面的冗余保护，适用于生产网，Type B适用于办公网和安防网。
• 分光比设计：根据ONU数量和带宽需求设计分光比，推荐使用1:16、1:8、1:4等分光比，结合不同业务场景选择合适的ONU类型。
• 综合布线设计：生产网、办公网和安防网的综合布线方案各有不同，需根据信息点密度和部署环境选择高密或低密方案。
• 设备选型建议：OLT和ONU设备应根据业务需求、环境条件和安装方式选择合适的型号和配置。
• 业务配置规划：包括VLAN划分、二层互通、QoS策略和带宽配置，以确保业务的稳定性和服务质量。

关键信息

1.1 智慧工厂F5G全光网定义

• F5G全光网采用单模光纤和10GGPON技术，支持工业生产控制数据、感知数据、安防数据、办公数据等多业务承载。
• 采用无源光局域网（POL）技术，通过分光器实现P2MP连接，具备简架构、易演进、智运维和高可靠等特性。

1.2 与传统网络差异

• 网络架构：F5G采用扁平化二层架构，替代传统三层架构，简化网络，提高可靠性。
• 综合布线：F5G采用光纤为主干和水平布线，而传统网络使用网线，减少了布线复杂性。

1.3 关键技术

• 可靠性保障：采用Type B和Type C保护方案，Type C提供全链路双冗余保护。
• 确定性低时延：通过固定带宽分配和Multi-burst技术降低时延和抖动。
• 固定带宽保障：确保关键业务如MES、AI质检等的稳定带宽。
• 专网切片技术：实现多业务在一张物理网络上的隔离，提升设备利用率和安全性。
• 智能运维技术：实现网络性能感知、实时监测和AI辅助故障检测。
• 远程供电技术：通过光电复合缆为ONU远程供电，适用于复杂环境。

2.1 设计原则

• 建设单位需求优先：设计需基于正式需求文件。
• 可靠性：设备和链路需具备冗余备份。
• 可扩展性：网络设备和基础设施需具备扩展能力。
• 经济性：统筹考虑设备、工程和维护成本。
• 易实施性：减少线缆和节点，合理布线。
• 易维护性：选择通用型设备，便于替换和维护。
• 易管理性：配置网络管理单元，支持日常监控和故障定位。

2.2 关键要素

• 组网架构设计
• PON技术选择
• 保护方式选择
• 分光比设计

2.3 组网架构设计

• 模式1：生产网独立，安防网和办公网融合。
• 模式2：生产网、安防网、办公网独立建网。
• 模式3：生产网、安防网、办公网融合建网。
• 推荐场景：大型制造企业采用模式1或2，中小型采用模式3。

2.4 PON技术选择

• 生产网：高流量业务采用XGS-PON，普通流量采用GPON。
• 办公网：有线接入推荐GPON，无线AP接入推荐XGS-PON。
• 安防网：推荐GPON，满足高清视频和传感设备需求。

2.5 保护方式选择

• Type B：保护OLT、PON口和主干光纤，适用于办公网和安防网。
• Type C：提供端到端冗余保护，适用于生产网。
• 推荐配置：Type C需双OLT、双分光器、双主干光纤和双PON口ONU。

2.6 分光比设计

• 分光比根据业务带宽需求确定，推荐1:16、1:8、1:4等。
• 分光器选型需考虑端口预留，推荐使用2:N分光器，支持Type B和Type C保护。

3.1 生产网络设计

• 网络架构：核心层由OLT和交换机组成，汇聚层由分光器组成，接入层由ONU组成。
• 综合布线：分为高密和低密场景，高密适用于半导体等高密度区域，低密适用于传统制造区域。

3.2 办公网络设计

• 网络架构：核心层由交换机和OLT组成，汇聚层由分光器组成，接入层由ONU组成。
• 综合布线：推荐光纤到房间或桌面，支持Wi-Fi和POE供电。

3.3 安防网络设计

• 网络架构：核心层由安防交换机和OLT组成，汇聚层由分光器组成，接入层由POE ONU组成。
• 综合布线：室内和室外场景分别采用不同的部署方式，支持POE供电。

3.4 设备选型建议

• OLT选型：根据PON端口数量和业务需求选择大、中、小规格OLT，支持双主控板卡备份和Type B/C保护。
• ONU选型：根据应用场景选择支持DIN导轨、POE供电、工业级宽温等不同功能的ONU。

4.1 业务功能配置规划建议

• VLAN规划：按业务区域和类型划分VLAN，确保业务隔离和互通。
• 二层互通：通过相同VLAN实现业务互通，OLT默认关闭二层互通。
• QoS配置：设置优先级队列，保障关键业务优先传输。
• 带宽配置：支持固定、保证和最大带宽，根据业务需求选择。

适用场景和推荐方案

本指南为智慧工厂的F5G全光网络设计提供了全面的技术指导，确保网络的高性能、高可靠性和智能化运维，助力制造业实现数字化转型。