工業互聯網帶來大帶寬需求 工業光網未來發展方向

   光網一般是指光纖網。與面向公共的通訊創新“光纖入戶”不同，華為的工業光網是讓光纖進入工業企業中，重點將可編程邏輯控制器（英文簡稱“PLC”）以下、以下的網絡所使用的銅質網線改造為光纖，發揮光纖介質輕、細、不發熱、抗電磁干擾、帶寬潛能大等優勢，提供更好的工業網絡控制。工業光網也是華為F5G“全光網絡”向工業領域尋找到的一種應用方案。

   目前，工業網絡仍然以銅質網線為主。有研究者稱，“工業領域普遍存在連接方式多樣分散、七國八制，帶寬不夠、抗干擾能力不強，依賴工控廠家集成、系統封閉等問題。”讓光纖入局，改善工業網絡現狀，趨勢性與創收空間可觀，近年，產學研端持續探討出路，相關說法還有“光進銅退”“銅換光”。

   目前，工業互聯網內網應用場景總體可分為三大類：其一，用于運動控制、機器人、流程閉環控制的時延敏感型（低時延）應用。其二，用于圖像檢測、監控、掃描的帶寬消耗型（大帶寬）應用。其三，用于設備狀態監控的海量連接型（多連接）應用。值得提及的是，華為“工業光網”思路被納入到工業創新網絡考慮范圍。

   李漢國向記者介紹，華為將工業光網細分為五種網絡：帶寬專線，使用較少；工業OTN，在部分對網絡具有高要求的行業中使用；工業PON，Passive Optical Network，無源光纖網絡，價格段覆蓋較全，在生產車間中常用；工業光總線；工業OXC，即工業光交叉機，小部分行業用來做光參量的測量和傳感。

   其中，工業PON和工業光總線技術，與工業裝備的生產運行聯系緊密，成為項目推進重點。兩者技術本質都為工業PON技術，但華為使用不同稱呼區分。在工業生產中，工業PON用來改造可編程邏輯控制器，即PLC部件以上的生產管理網和生產辦公網。工業光總線技術用來改造PLC以下的工業總線。

   目前，PLC以上主要存在帶寬不夠的痛點。李漢國介紹，在工業智能化中，機器視覺是一種正在被規模化使用的技術，對帶寬要求較高。機器視覺技術本身會產生兩類文件，比較占用帶寬。第一種是故障品特征文件的傳輸，供分析改進。第二種，將所有原始數據文件上傳到云，供AI訓練用。機器視覺分為兩維型和三維型，三維更加先進。以電子制造業，識別印制電路板為例，使用三維機械視覺識別率更高，但同時會產生更多的信息，占用更多帶寬。現實中，有工廠因為網絡不夠支撐，三維功能因此閑置，繼續用回二維。這種情況下，需要布線擴容。

   現在，更多工廠擁有“柔性”生產制造能力，柔性生產對帶寬需求也很大。李漢國介紹，這類工廠，對不同的生產對象有不同的工藝文件，工藝文件因為包含很多信息所以本身較大。在更換生產任務時，需要上下載新的工藝文件。比如印制電路板，會根據不同的電路板進行精準調整，確保每種不同的電路板有較好的質量。如果柔性制造對象是小批量、多批次，那么切換的情況更加頻繁。在現在千兆口情況下，新的生產工藝文件上下載、自檢與試運行，這一流程通常占用5分鐘~35來分鐘工時，但是用萬兆口，或縮減至一兩分鐘，從而留給有效生產的時間增加。

   李漢國說，“以前覺得百兆千兆就夠了，現在機器視覺出來以后，與別的一些更高級的AI出來以后，帶寬就不夠了。”在PLC部件以下位置，是各式各樣的工業總線。比較短，在機器內部只有幾十厘米，有時是幾米，痛點在于延時大，“速率低、帶寬不夠、導致大量數據沒有辦法報上來，或者說限制信息采集的參數多少”。李漢國說。

   他舉例，要精確控制某個加工狀態的話，本來需要報18個參數，但因為帶寬不夠，18個參數報不過來，在工業中要么拉長周期，先報8個最緊要的，后面再報10個；要么將部分變化較小的參數給出一個固定值，只報其余變動較大的參數。這兩種方式，做出來的產品都能使用，但精度下降。