多業務工業互聯網光傳輸系統檢視原始碼討論檢視歷史

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多業務工業互聯網光傳輸系統信息化、工業化兩化融合的概念自十六大提出以來，在國民經濟和社會信息化發展中占據重要及基礎地位，隨着我國進入「十三五」時期，為實現「工業2025」。

戰略，政府提出了大力推進信息化和工業化深度融合的要求。兩化深度融合的目的是藉助企業信息化技術，引入「智能製造」、「智能產品」等新概念以及「雲計算」、「大數據」、「物聯網」等信息化工具，將信息化與企業的研發、製造、銷售、管理等各個方面進行深度融合，從而完成從「企業信息化」向「信息化企業」的徹底轉型，繼而帶動整個中國工業從根本上改變結構和格局。在這之前，黨中央、國務院已先後出台《中國製造2025》、《關於積極推進「互聯網+」行動的指導意見》、《關於深化製造業與互聯網融合發展的指導意見》、《國家信息化發展戰略綱要》等系列文件。

新一代信息技術產業作為國家戰略性新興產業，其技術創新體現在硬件技術與軟件技術的融合發展、產品和內容的融合不同層面；其本質是需求層次不斷升級推動技術持續進步，不同程度、不同組合方式、不同應用領域的融合都會催生出新的產品和新的應用，形成新的市場機會。而當前國內外在工業環境下的信息傳輸，仍處於傳統低速專用網絡向工業以太網的演進過程中。據分析數據統計，2016年全球工業以太網占據市場份額38%，年增長率達到20%。而傳統現場總線仍以58%的份額主導工業網絡信號的傳輸，但年增長率萎縮到7%。工業4.0和工業物聯網的發展趨勢，大大增加了對工業以太網傳輸的需求。未來工業級以太網傳輸是智慧工廠的神經網絡，是有效支撐工業4.0發展的基礎設施。

實施目標

當前國內正在進行建設的「智慧城市」如管道連廊智能化改造，其市場規模也相當驚人，據估計有17萬億元的建設規模。交通行業、電力航油、石油化工、冶金、煤炭、水處理等各種行業對工業級以太網傳輸設備都有着大量的需求。假設網絡設備占有上述市場的1%細分份額，總體也有上千億元的規模。

因此，針對工業互聯網和行業物聯網對於網絡傳輸系統的需求，在具有存在必要性和發展前瞻性的基礎之上，研究開發一套多業務工業物聯網絡光傳輸系統，將高速以太網和低速現場數據總線等有效融合，配以功能完善的網管和運維系統，並具有工業級的安全可靠性和優越的實時性，可以滿足工業4.0和物聯網建設對基礎傳輸系統的要求，從而提高生產效率，大大促進生產力的提升和推動社會經濟發展進步。

適用範圍

針對工業以太網傳輸需求不斷提高，同時傳統總線仍占有一席之地的工業和行業物聯層傳輸環境下，提供適用於複雜信息傳輸環境的解決方案，面向市政、交通、電力、化工、冶金、煤炭、水利等各行業及各類工廠、工業園區等，以滿足如下應用場景：

1）傳統網絡傳輸設備對工作環境有較高的要求，如溫濕度、防靜電裝飾等，而工業環境下的網絡層設備存在接口單一，無法滿足以太網傳輸等缺點。因此，通過採用工業級元器件滿足寬溫工作範圍，採用專門的防雷、防靜電等芯片和良好的電磁兼容性設計，使網絡傳輸設備具備抗電磁干擾的能力。而光纖上的信號傳輸更是沒有電磁干擾現象、傳輸距離遠、傳輸帶寬大;

2）低速數據包括數據採集、傳感器檢測、狀態控制等數據，其信息量低，一般速率為幾kbit/s，甚至更低，但是對實時性和可靠性要求高。而以太網數據速率較高，當前絕大多數為百兆和千兆接口，傳輸各種視頻、音頻及其它數據，數據量大，統計復用，實時性和可靠性較差。因此，可以通過專門設計的時隙復用方式，兼顧低速數據和以太網數據的特點，保證兩種數據的有效傳輸。除此之外，通過FPGA芯片編程，可以把低速數據打包到以太網幀格式中，完成低速數據到以太網的轉換，實現數據的融合互通;

3）在工業環境或其他對可靠性要求高、組網複雜的情況下，為了防備設備或光纖故障導致業務中斷，本系統支持快速光纖自愈環網，自動切換時間可以達到30ms以下，同時可採用多樣的行業組網形式，如星型、鏈型、環型組網。

4） 通過WEB方式的管理界面，圖形化顯示網絡拓撲和設備狀態;支持SNMPv2標準協議，易於第三方集成開發網管系統，確保未來的可擴展性。

本解決方案可滿足一個區域性工業園區的需求，也可接入到通信運營商網絡從而實現跨地域性的大型工業園區或廠區的應用需求。另外，對於高速公路、橋樑、隧道、城市交通、機場、以及管廊項目，其均可作為物聯層的光纖系統解決方案。

在工業互聯網網絡體系架構中的位置

解決方案設備提供以太網接口及低速數據接口，連接智能機器；上聯光口可以和其它接入設備組成鏈形或環形網，通過光纖再與傳輸層設備的下聯端口連接，實現接入層設備與傳輸層設備的互通光口可上聯工廠控制系統、工廠雲平台等，如下圖中1所示。保證了接入層傳輸可靠性、實時性和可擴展性，節省了串口轉換服務器等設備，減少了設備投入成本，降低了單點故障率。

傳輸層借鑑電信級通信光網絡，形成光纖自愈環網，滿足區域性工業園區的內部網絡需求，也可接入到工廠外部網絡實現跨地域傳輸，如圖中7所示。當節點或光纖發生故障時能夠在30ms內完成倒換保護，避免了網絡信息傳輸中斷和丟失，保證設備持續使用性。

同時提供功能完善、方便易用的匯聚層網絡管理系統，對於包括光線拓撲、通斷、設備供電、溫度以及各種業務數據的狀態均可知，在進行可靠傳輸的同時，更可傳遞豐富和完善的物聯網信息，為未來物聯網應用平台的數據展示、大數據分析和挖掘提供更加全面的數據信息。