F5G賦能工業互聯網，制造業領跑
http://www.moduwu.com 2021-12-03 10:55 來源：中國電子報
工業互聯網是新一代信息技術與制造業深度融合所形成的新興業態和應用模式，是支撐工業智能化發展的關鍵基礎設施。工業互聯網如此火爆，那么問題來了，要解決工業互聯網的聯接問題，除了5G，還有什么方式能實現大帶寬、低時延和廣覆蓋？有，這就是第五代固定通信網絡（The 5th Generation Fixed Networks），也就是F5G，俗稱“地上一張網”。
華為公司高級副總裁、光產品線總裁靳玉志把F5G的未來發展描繪為“隨插隨用”。他認為，未來光纖將從家庭走向房間，也就是從FTTH（Fibre to the Home）到FTTR（Fibre to the Rome）。與此同時，還將實現FTTO（Fibre to the Office，光纖到辦公室）以及FTTM（Fibre to the Machine，光纖到機器）。
“用光纖直聯的設備數將是過去的百倍、千倍和萬倍。現在用電的時候可以找到電源插座，將來在家里、在企業里，都可以找到光的插座。在機器上會有一個光的接口，光纖隨插隨用。”靳玉志說。
什么是F5G，和5G是什么關系
5G與F5G代表著移動網絡和固定網絡的最新技術，在場景上互為補充、融合。當我們說5G，一般是在說5G移動通信網絡，也就是“天上一張網”，而F5G是“地上一張網”。
2020年2月，ETSI（歐洲電信標準化協會）正式定義F5G。F5G具備超大帶寬、確定性低時延，面向行業各類場景，F5G發揮著巨大作用，推動行業數字化轉型。兩年時間里，F5G已經延伸到教育、醫療、能源、交通、制造等20多個行業。在工業場景，F5G基于光纖介質，具有抗電磁干擾、耐環境腐蝕等明顯優勢。
F5G讓難題不再是難題
工業數字化、智能化的發展，設備的感知、數據的采集、分析與控制等成為當下工業互聯網的一大焦點，要實現這些，前提是設備的智能化改造以及機器互聯。生產現場環境以及傳統網絡的復雜性，帶來網絡升級的挑戰。F5G未來最廣闊的應用場景將集中在工業，用光纖網絡來連接各類機器。面對這些挑戰，FTTM不是能否實現，而是如何實現的問題。
在工業場景，FTTM實現光纖到機器，在包括油氣生產物聯網、電力配電通信網、港口超遠程控制等場景，實現機器與機器之間、人與機器之間的光纖網絡通信，實現數據信號、控制信號的高速傳輸，實現產線檢測視頻的回傳、故障信號的預警傳輸或者遠程控制信號傳輸等。
F5G賦能工業互聯網，制造業已在領跑
5G適用于需要移動性的場合，比如無人機，車聯網等；而F5G基于光纖技術，適合企業園區、數據中心互聯、電力交通數據承載等場景。5G和F5G互相協同，共同滿足千行百業的聯接需求。
目前，F5G賦能工業互聯網已在各行業引發共鳴。以基于工業互聯網實現生產智能化的工業制造領域尤為凸顯。安永近期發布的《光通信社會價值白皮書》指出，制造業需利用F5G千兆光網的超大帶寬、毫秒延時和高可靠性串聯全架構層級，包括感知、處理和應用層多場景，以支撐層級間的數據傳輸，優化制造的決策質量和效率。
安永《光通信社會價值白皮書》
例如，在生產要素互聯方面，F5G可賦能包括生產、管理、倉儲、物流、服務等多個環節間數據傳輸與存儲，將各環節高效聯結，通過分析海量碎片化的數據，經由人工智能演算，優化智能決策對全價值鏈的提效。
以下為實際場景使用的案例：
案例 1
在光伏龍頭――東方日升（300118）的滁州工廠，基于華為全光工業網方案實現無源光纖到機器，長距離傳輸，輕松應對400米超長光伏生產線控制設備網絡聯接。不僅支撐近百個AI檢測機臺每天500多G的檢測數據高效穩定傳輸，其故障場景50ms鏈路保護倒換能力，使關鍵業務不掉線。同時，網絡可以平滑升級，支持8到10倍數據量擴充。
案例 2
在重型汽車變速器年產銷量第一的法士特，其西安、咸陽等各廠區與華為合作，全面部署華為全光工業網方案，采用光纖作為數據傳輸介質，防腐蝕、抗電磁干擾，車間全光網絡運作三年“0”故障。同時基于F5G與工業互聯網融合創新，實現MES系統與產線控制系統集成，關鍵工序數控化率98%，設備聯網率80%以上，打造自動化與信息化融合的智能制造，平均每20多秒就有一臺變速器順利下線，榮獲2020年“中國工業大獎”。
案例 3
在智慧電動品牌東風嵐圖建設的工業4.0標準的智能綠色工廠，基于華為全光工業網方案的兩層點到多點架構，無源光纖直連機器，實現工廠車間“0”機柜、“10”年不換線和“1”人運維“1”廠房的新一代網絡部署體驗。結合工業互聯網融合創新，通過大量采用IoT、大數據、邊緣云及AI等技術，對工廠設備進行實時監控，提升廠內物流效率，提高生產管理水平，打造工業4.0標準的定制化、數字化、柔性化智能綠色工廠，實現產線生產智能化，賦予產品優異性能和高端品質。
案例 4
在華為南方工廠，以F5G“智”造F5G，打造世界級智能制造樣板，持續推動產線自動化升級。基于華為全光工業網方案的10G超大帶寬，實現數據一跳入云，海量3D數據秒級上傳，支撐工廠產線1800+信息節點與MES+系統、儀表云等系統的高效協同。F5G輔助華為南方工廠精益生產，支撐每年超百萬臺光通信設備生產下線走向世界。
如今，制造的全生命周期正在進行智能化融合。海量的制造數據以及高峰值需求的準確而實時傳輸背后，對帶寬、時延、網絡的安全性及穩定性有極高的要求，而這也意味著F5G網絡未來在智能制造領域將如同空氣對于人類一樣，成為智能制造的必備剛需。
政策與市場雙驅動
世界銀行的研究報告顯示，寬帶普及率每提升10%，能為社會帶來最高1.38%的GDP增幅。在我國，上一代固網的重點是光纖連接到家庭也就是光纖入戶，升級家庭寬帶。新的F5G光改升級的目標，指向的是傳統產業的全面升級，也可以認為是一次新的國家級寬帶戰略。
2021年11月，《“十四五”信息通信行業發展規劃》發布，全面部署新型數字基礎設施，包括5G、千兆光纖網絡等新一代通信網絡基礎設施，數據中心等數據和算力設施，以及工業互聯網、車聯網等融合基礎設施。總體目標是到2025年，基本建成高速泛在、集成互聯、智能綠色、安全可靠的新型數字基礎設施體系，為支撐制造強國、網絡強國、數字中國建設夯實發展基礎。
未來，在新型基礎設施及雙碳目標雙政策的驅動下，F5G將以綠色可持續的獨特價值實現與工業互聯網的深度融合，從而催生出更多的F5G工業制造應用場景。F5G的大帶寬、全光聯接、確定性低時延等優勢，將推動機器視覺檢測、精準遠程操控、現場輔助裝備、無人巡檢安防等應用的加速普及。
據安永測算，2020年全球光通信產業達1.4萬億元，而到2025年將達到3.2萬億元。因此，在政策和市場的雙重促進下，F5G千兆光網將蓬勃發展，持續賦能千行百業，帶動萬億市場空間。靳玉志說：“不管是今天還是未來，我們需要5G，也需要F5G。F5G未來的應用場景將越來越廣，前景巨大。”
近期，在工業和信息化部的指導下，中國信息通信研究院聯合上海市經濟和信息化委員會、上海市通信管理局主辦首屆“光華杯”千兆光網應用創新大賽，集中全行業智慧、發揮全社會力量，全面征集各行各業千兆光網創新應用優秀案例參賽。其中，行業融合應用專題面向行業數字化轉型，聚焦千兆光網在不同應用場景和生產制造流程的創新應用（含千兆虛擬專網應用），包括但不限于農業、生產制造業、能源、港口、礦山、交通等。
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