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1、 工業工業 P PONON+5G5G 融合的技術融合的技術 應用白皮書應用白皮書 （2022022 2 年年）工業互聯網產業聯盟（工業互聯網產業聯盟（AII）2023年年 6 月月 聲聲 明明 本報告所載的材料和信息，包括但不限于文本、圖片、數據、觀點、建議，不構成法律建議，也不應替代律師意見。本報告所有材料或內容的知識產權歸工業互聯網產業聯盟所有（注明是引自其他方的內容除外），并受法律保護。如需轉載，需聯系本聯盟并獲得授權許可。未經授權許可，任何人不得將報告的全部或部分內容以發布、轉載、匯編、轉讓、出售等方式使用，不得將報告的全部或部分內容通過網絡方式傳播，不得在任何公開場合使用報告內相關描

2、述及相關數據圖表。違反上述聲明者，本聯盟將追究其相關法律責任。工業互聯網產業聯盟 聯系電話：010-62305887 郵箱： 前前 言言 工業互聯網作為我國新基建方針的核心戰略肩負著產業升級和提高高端設備制造生產能力的重大發展使命。從定義上看，工業互聯網應提供工業經濟全要素的全連接，是新型網絡、先進計算、大數據、人工智能等新一代信息通信技術與制造技術融合的新型工業數字化系統，其網絡呈現融合、開放、靈活的趨勢。我國的工業企業前期發展主要聚焦在生產自動化和管理信息化上，幫助企業實現端到端，全生命周期的生產數字化管理。與此同時，工業 PON 和 5G 等新型網絡技術在工業互聯網領域已有較為豐富的應用

3、，但越來越多的場景既需要工業 PON 也需要 5G，因此，將工業PON+5G 融合的網絡，實現固定、移動設備全連接，結合高帶寬、低時延、低損耗、易運維、抗干擾等優勢滿足企業在智能制造和智能管理過程中的網絡連接需求，同時又可以保證網絡的安全、便捷和易用?？赏ㄟ^建設工業 PON+5G 融合網絡實現企業園區內的生產控制、廠區監控、辦公業務的統一接入，以實現企業人、機、物的全面互聯。本文檔由中國電信集團有限公司牽頭，工業互聯網產業聯盟成員單位參加編寫完成。參與單位有：華為技術有限公司。目前，已經形成了白皮書的征求意見稿，文中肯定還存在諸多不足之處，歡迎各位專家學者提出意見，共同促進本白皮書的完善，助力

4、工業互聯網蓬勃發展。編寫組成員（排名不分先后）：孫慧、金嘉亮、蔣銘、王孝明、朱紅綠、于嘯、羅勇、董寅、劉德坤、翟士奇、黃廷飛、楊虎 牽頭編寫單位：中國電信集團有限公司 參與編寫單位：華為技術有限公司 工業互聯網產業聯盟公眾號 目目 錄錄 一一、發展背景及需求分析發展背景及需求分析.1（一）工業 PON+5G 融合發展政策明朗.1（二）工業 PON+5G 融合應用需求旺盛.1 二二、工業工業 PON+5G 融合網絡技術特點及優勢融合網絡技術特點及優勢.2（一）定義及內涵分析.2（二）組網架構.3（三）關鍵設備及功能.12（四）網絡規劃及部署模式.14 三三、工業工業 PON+5G 融合網絡的典融

5、合網絡的典型應用型應用.16（一）應用情況.16（二）典型案例.19 四四、工業工業 PON+5G 融合發展趨勢融合發展趨勢.23 1 一、發展背景及需求分析（一一）工業工業 PON+5G融合發展政策明朗融合發展政策明朗 2020 年 3 月 25 日，工業和信息化部印發“雙千兆”網絡協同發展行動計劃（2021-2023 年）中明確表示“雙千兆”網絡協同發展的主要目標是用三年時間，基本建成全面覆蓋城市地區和有條件鄉鎮的“雙千兆”網絡基礎設施，實現固定和移動網絡普遍具備“千兆到戶”能力。2021 年 11 月 16 日，在工業和信息化部“十四五通信規劃”中明確提出千兆光網發展與行業應用深度融合，

6、將千兆光纖網絡覆蓋能力推進到房間、桌面和機器，構建面向行業網絡的千兆光網基礎設施，與5G協同助力行業數字化轉型升級發展。2021 年 9 月 18 日-2022 年 9 月 3 日，首屆“光華杯”千兆光網應用創新大賽面向行業融合應用特設專題，聚焦行業數字化轉型，開展面向不同應用場景和生產流程的千兆光網應用創新，加快形成千兆光網和5G 網絡“雙千兆”優勢互補的應用模式，服務行業發展。（二二）工業工業 PON+5G融合應用需求旺盛融合應用需求旺盛 行業客戶在發展信息化、數字化、智能化的過程中，需要多樣化的全覆蓋接入能力，滿足生產、辦公、安防、園區公共管理等場景的設備連接要求，實現數據的互聯互通，工

7、業 PON+5G 融合組網能夠實現整網規劃、一網部署、多場景覆蓋、多業務承載，已在一些行業客戶的項目中先行先試，并取得初步認可。工業 PON+5G 融合網絡滿足行業應用中海量多類型連接需求，提供上行千兆帶寬，滿足高可靠、低時延、靈活管控等用網要求。將工業 2 PON 網絡的抗干擾、低能耗、低成本、高可靠性的特點，與 5G 定制網的廣覆蓋、易連接的特點有效結合起來，成為行業客戶普遍易于接受的高性價比的行業專網方案。二、工業 PON+5G 融合網絡技術特點及優勢 （一一）定義及內涵分析定義及內涵分析“雙千兆”是指以千兆光網和 5G 為代表的“雙千兆”網絡，能向單個用戶提供固定和移動網絡千兆接入能力

8、，具有超大帶寬、超低時延、先進可靠等特征，二者互補互促，是新型基礎設施的重要組成和承載底座1。千兆光網主要是指在光接入網實現千兆接入能力，骨干光網會隨著接入網能力提升而同步提升。聚焦到接入網能力來看，在固定網絡接入方面，運營商采用的 PON 技術目前已經全面升級采用 10G EPON、XG(S)-PON，實現下行帶寬 10Gbps，上行帶寬最大 10Gbps。在移動網絡接入方面，運營商采用 5G 技術具備大帶寬能力，同樣可以理解為具備千兆接入能力的網絡技術。從對網絡關注的視角上看，行業客戶與運營商的還是存在一定差異的，如圖 1 所示，行業客戶更關注自己范圍內的網絡，一般稱為企業（工廠）內網，從

9、通信的角度看就是客戶端和接入網兩個部分。運營商關注的行業網絡包括接入網和承載網，同時為了在接入網部分更好的滿足行業客戶的接入需求，運營商也在不斷去理解行業及業務。由此可見，接入網是兩種視角的交疊，工業 PON+5G 成為面向行業客戶提供的“雙 1 源自：“雙千兆”網絡協同發展行動計劃（2021-2023年）3 千兆”網絡的重點，也是新型通信技術賦能行業與行業業務深度融合的關鍵。圖 1 面向行業的雙千兆網絡視角示意圖 （二二）組網架構組網架構 1.1.組網拓撲組網拓撲 以“工業 PON+5G”的雙千兆網絡來構建行業內網（專網），如圖 2所示，工業 PON 網絡承載固定設備的接入，同時提供固定區域

10、內的 WiFi連接能力，5G網絡承載移動設備的接入，滿足廣域、移動、可調整的接入需求。面向行業客戶應用的工業 PON 網絡與 5G 網絡一般按照專網的方式規劃和部署，在企業核心機房構建企業數據中心，將網絡數據匯集到業務平臺和專網 MEC，同時建議部署網絡管控平臺實現對企業內網運行的可視化、可調整的管控能力。4 圖 2 工業 PON+5G融合組網 2 2.組網優勢組網優勢 一網到底，多場景全光覆蓋。工業 PON 組網采用光纖作為承載介質，可以兼容傳統以太網承載的業務，還可以同時提供寬帶、語音（固話）、WiFi 等業務接入。一網承載，多業務虛擬隔離全承載。采用切片和 VLAN 技術，實現不同層級和

11、能力的業務隔離功能。一網融合，AI、邊緣計算等多技術融合?；谠凭W融合的架構，涵蓋實體層、網絡層、平臺層、應用層，結合行業客戶業務需求，打造新型高可靠、高性能的工廠網絡融合光底座，有效發揮數據及應用能力。一網管控，整網分級分域智能統一管控。根據企業客戶用網習慣和管網訴求，為行業客戶了提供智能、易用、可演進升級的管理運維服務。一網實施，架構扁平施工便捷。工業 PON 網絡與傳統交換機以太網相比，架構上將由三層變為二層，采用無源 ODN 光纖組網無需維護無需管理，支持 20KM 光纖傳輸，減少布線，節約物料成本和人力投入。5G 5 網絡覆蓋只需布設 5G 基站等設備，企業內部接入無需布線，更加便捷

12、，滿足柔性制造和靈活動態調整的接入終端需求。一網演進，支持技術演進持續提升網絡性能。5G 技術和 PON 技術具備完整的技術演進體系，設備上支持帶寬的平滑演進，部署上支持組網升級改造，業務上滿足高質量網絡需求的迭代。綠色節能，傳輸高可靠、無源抗干擾。工業 PON 采用 ODN 無源光纖組網，無需供電且部署位置靈活，在建筑空間中減少了弱電空間，且減少供電設備和空調設備等，實現了節能減排，符合綠色低碳的發展目標。3 3.特點與場景特點與場景 （1）應用特點 1)固移融合可以滿足用戶的無縫通信需求 固移融合可以滿足用戶的無縫通信需求，為用戶提供靈活的、與網絡技術類型無關的業務承載能力，便于用戶根據實

13、際需求進行便捷、快速、合適的網絡接入選擇。工業PON、5G、WiFi6關鍵能力對比如表1所示：表表 1 1 工業工業 P PONON、5 5G G 關鍵能力關鍵能力 關鍵能力關鍵能力/技術技術 工業工業 PONPON 5 5G G 有線接入能力 局域無線接入能力（W WIFI6IFI6）廣域無線接入能力 上行大帶寬上行大帶寬 10Gbps+500Mbps+500Mbps+穩穩定定性和性和時延時延 10ms)移動性好，無縫切換（支持切片&QoS，有 SLA保障）網絡安全網絡安全 高 高(空口加密，256 位加密)6 工業 PON（含 WiFi6）、5G 選用建議如下：a)業務有移動性需求，且有較

14、大上行大帶寬、較低時延和可靠性要求，有定位需求，優選 5G；b)業務無移動性需求，且對上行大帶寬需求高及時延可靠要求高，無定位需求，優選工業 PON；c)業務有移動性需求，且有一定的上行大帶寬需求但對時延可靠性要求低，優選 WIFI6。2)固移融合可以降低客戶建網及運營成本 當移動和固定網絡相互獨立時，兩張網絡獨立運維，上線新業務和網絡管理需分別在兩張網絡上完成，且需要分別配合兩套獨立的網絡運維系統，使得業務上線效率較低但成本較高。當固定和移動網絡融合之后，統一規劃按需建設，統一管控靈活可控自主運維，網絡建設及運維的綜合成本將顯著下降，業務上線效率也將顯著提升。（2）應用場景 通過工業 PON

15、+5G 實現工廠有線無線全連接，構建雙千兆光網基礎設施，典型應用場景如表 2 所示。5G 適合于輔助生產環節的移動化及生產環節的柔性化場景，工業 PON 適合于固定位置大帶寬尤其是大上行的場景、扁平化多網融合場景、無源化抗電磁干擾場景，確定性低時延及零丟包特性使得以工業 PON 切入工控域具備技術可行性，可以進一步結合場景需求開展創新應用實踐。7 表表 2 2 工業工業 P PONON+5+5G G 典型應用場景典型應用場景 原子能力原子能力/場景場景 位置定位位置定位 米級米級/亞亞米級米級 上行大帶寬上行大帶寬 20150Mbps20150Mbps 移動性移動性 無線化無線化 低時延低時延

16、 50ms50ms 超低超低時延時延 10ms10ms 上行超大上行超大帶寬帶寬 150Mbps150Mbps 人員管理人員管理 (識別識別、定位定位、告告警警)5G(移動)數采數采/加載加載 (數據采集數據采集、軟件軟件加載加載)5G(移動)工業PON(固定)設備車輛調度設備車輛調度 (園區園區、倉儲和車倉儲和車間物流間物流，列控列列控列調調)5G(移動)工業PON(WIFI)AR/VRAR/VR (遠 程 維 護遠 程 維 護、協協作作、培訓培訓)5G(移動)工業PON(固定)設備控制設備控制 (危險及惡劣區域危險及惡劣區域設備遠控設備遠控)5G(移動)工業PON(固定)高清視頻高清視頻

17、(視頻監控視頻監控、視頻視頻會議和直播會議和直播)工業 PON(固定)移動巡檢移動巡檢 (機器人或無人機機器人或無人機巡控巡控)5G(移動)工 業PON(WIFI)C2CC2C 控制控制 (多 臺 機 器 間 協多 臺 機 器 間 協作作)工 業PON(固定)機器視覺機器視覺 (表面檢測表面檢測，缺陷缺陷檢測檢測)工業 PON(固定)8 4.4.技術與實踐技術與實踐 工業 PON+5G 融合是將以前分離的固定和移動通信業務、網絡和商業模式進行有機結合。從融合技術的角度包括：網絡融合、業務融合、終端融合，但在實踐中還需考慮融合商業模式及優勢。能夠實現融合建立在融合技術發展的基礎上。首先，云計算、

18、網絡功能虛擬化、軟件定義網絡等技術為“固移融合”提供了堅實的基礎。其次，異構網絡保護倒換技術，在設備和網絡層面實現無縫連接，能夠在不同的網絡平臺間傳輸多種應用。然后，端到端的網絡切片技術，可以確保在同一張網針對不同的業務提供不同的傳輸質量。最后，融合終端技術，終端具有多種網絡接入的能力和模塊，使得統一終端可以動態選擇不同的傳輸路徑。（1）網絡融合 實踐一：異構網絡互為備份，提升網絡可靠性 圖 3 工業 PON與 5G互備份組網示意圖 1)根據不同業務的訴求，支持可選 5G/工業 PON/5G+工業 PON 多路徑通信；9 2)控制類小包業務復制多份分別在 5G 和工業 PON 進行發送，實現冗

19、余；3)大包業務優先在工業 PON 進行傳輸，5G 作為備份鏈路確保傳輸不中斷；4)接收端“先到先得”保障關鍵業務可靠性。實踐二：WDM-PON 作為 5G 前傳承載 N25GWDM-PON 系統通過波分復用技術，在單根光纖上實現雙向傳輸，系統上行和下行應分別使用不同的波長，下行通道的波長范圍是1529.553nm1544.526nm，上行通道的范圍是1551.721nm1567.130nm。在支持上述工作波長時，OLT 設備應采用固定波長激光器，可選支持可調激光器；ONU 設備應采用可調激光器。應用方式如圖所示：圖 4 N25G WDM-PON系統應用于 5G前傳示意圖 WDM-PON 局端

20、及 AWG 均可在工程初期部署，主干光纖原則上可利用現有光網 FTTH 的 ODN 網絡，因此可靈活面對未來 5G 基站網格式建設方式，通過配纖光纜調配快速提供前傳鏈路。實踐三：5G 通過 5G LAN 與工業 PON 二層組網互通 WDM-PON OLTAWG(ODN)WDM-PON ONUWDM-PON ONUODNAAUAAUAAUDUDUDUWDM-PON ONUAAUWDM-PON ONUDUS/R-CGR/SOLT CTOLT CTOLT CTOLT CTWM(局側)25G25G25G 10 圖 5 工業 PON與 5G LAN二層組網互通示意圖 1)5G LAN 實現 5G 原生

21、極簡二層組網，無需 AR 路由器，組網更加靈活方便；2)與工業 PON 二層通過隧道技術和虛擬交換互通，形成園區內一張 LAN 網絡。（2）業務融合：實踐一：工業 PON 與 5G 均可以共享 MEC 平臺業務 圖 6 MEC數據共享示意圖 11 1)MEC 能夠將網絡能力通過可視化的方式開放給用戶；2)支持虛擬路由、交換、隔離、負載均衡等 SDN 能力實現平臺內網絡資源靈活編排；3)通過簡單配置就可以根據用戶場景化需求進行靈活加載，包括視頻 AI 監控、人臉識別打卡、天翼對講、AR 遠程輔助等。（3）終端融合：實踐一：基于 PON 的 5G 一體化小基站 對于非連續性 5G 業務需求場景或者

22、小型商業空間場景的室內覆蓋，因為部署環境、接入數量、回傳網絡等方面的原因，較難采用分布式小基站或擴展型小基站，因此可隨寬帶部署的一體化小基站成為部分工業場景 5G 覆蓋的一種可行的解決方案。圖 6 基于 PON的 5G一體化小基站組網示意圖 5G系統在時間、頻率上均要求同步，因此需要根據小基站的應用場景、部署位置、PON 承載能力，采用 PON 時鐘作為一體化小基站的時鐘同步方案，解決室內安裝 GNSS 不便的問題。12 （三三）關鍵設備及功能關鍵設備及功能 1.1.網絡融合設備網絡融合設備 （1）工業 PON 與 5G 備份設備 1)AR：通過 OAM 機制進行主用和備用鏈路可用性的檢測。2

23、)OLT/ONU：通過雙鏈路雙發選收，保障重點業務冗余備份。（2）WDM-PON 設備 N25GWDM-PON系統承載的業務類型包括：1)用于 5G 前傳的 25G 速率 eCPRI 信號。2)用于 5G 前傳的時間同步信號、時鐘同步信號，包括 SyncE和 IEEE1588v2 信號。（3）5G LAN 與 PON 二層組網互通設備 1)OLT/AR:通過隧道將數據傳輸到 UPF。2)UPF：通過隧道交叉轉發實現虛擬 LAN 網絡，接入 5G/工業PON 的終端可基于虛擬 LAN 網絡互通。2.2.業務融合設備業務融合設備 （1）MEC 設備 獨享型一體化 MEC 平臺，為行業客戶提供全套的

24、 MEC 產品服務，該設備部署在客戶機房或者靠近客戶園區的電信機房，以軟硬一體的形式交付給客戶，通過部署的獨立門戶為客戶提供自主化的運營管理能力，必要時運營商也可以為其提供遠程運維的服務。MEC 的具體功能主要分四個大類，即網絡能力、平臺能力、業務能力以及運維能力。包括通過本地 DNS 等技術為企業增強網絡能力；對物理機硬件資源展示和控制，靈活配置調度和管理虛擬機資源以及鏡像，提供全面的存儲管理能力等平臺能力；業務能力這塊，主要是各種服務 13 管理，包括應用部署、應用管理、應用開通等；運維能力這塊，運營商通過運維交付團隊可以按照客戶需求提供定制化的交付。（2）UPF 設備 UPF 可以看做一

25、個將 5G 數據流轉發到客戶內網的網關，是運營商和客戶的業務的分界點，也是 5G 邊緣定制網的必備要素。傳統的網絡架構里，這樣的網元設備是運用商分省集中部署的。在 5G 定制服務環境下，通過將這個網元下沉到客戶附近，實現了園區、企業 5G 數據實現本地閉環，在保證數據安全不出廠的同時，也能滿足業務低時延的需求。根據部署位置的不同，可以提供最少 20ms 的業務時延。作為用戶面，支持 5G SA 組網場景的本地流量卸載，UPF 根據下發的 ULCL 規則進行轉發，同時滿足行業用戶訪問本地業務和公網需求；提供基于流的端到端 QoS 調度，支持流量限速和流量上報等功能；支持動態業務規則、執行業務策略

26、；支持離線計費、在線計費，提供基于流量等多種計費方案。3.3.終端融合設備終端融合設備 5G 一體化小基站是融合了 PON 系統、5G、WiFi 高度集成的微型 5G基站，可通過 PON 進行 5G 數據回傳。是構建 5G 邊緣定制服務的網絡設備形態之一，其最大的優點是可以以較低成本實現按需便捷部署，滿足不同室內場景的差異化需求，結合工業 PON 網絡條件和園區場景的實際業務需求、部署環境和部署限制，來滿足制造園區的覆蓋或者熱點容量訴求。5G 一體化小基站的主要功能是與現網主設備廠家 5GC 實現互聯互通，廠區內部署 5G 小站網關，實現對 5G 一體化小站的信令、用戶面數據的轉發；用戶面數據

27、轉發至本地 UPF，信令面數據通過專網轉發至大網 14 5GC；能夠識別網絡切片。5G 一體化小基站保留 ONU 認證流程不變，增加 5G 小基站認證、配置流程，兩個流程相互獨立，降低管理的復雜度。（四四）網絡規劃及部署模式網絡規劃及部署模式 1.1.網絡規劃建議網絡規劃建議 （1）企業（園區）光纜光纖網絡建設 在實際的規劃和建設過程中，工業 PON 光分配網（ODN）的設計與規劃需要考慮基礎設施建設情況、業務密度的分布情況、建筑物類型、地理環境、管道資源，以及未來業務發展需求等。本規范涉及的工業PON 的光分配網（ODN）主要面向工業 PON OLT 設備下沉部署到工廠和工業園區的應用場景。

28、總體規劃和建設原則如下：1)充分利用現有的資源，減少重復投資。如果需要建設新的管道，管道應該一次安裝到位。2)光纜規劃，如果 ONU 數固定，推薦將主干配線光纜一次性鋪設到位，并留有維護及擴容余量，引入光纜按實際需求配置連接。3)光交箱規劃，對于覆蓋面積大，用戶數量多，可選擇設置光交箱，進行業務收斂，通常工業 PON 情況下，一般不推薦設置光交箱。4)分光器規劃，分光比及安裝位置具有靈活性，可根據業務帶寬需求及業務密度靈活設置。5)光分配網（ODN）結構以樹形拓撲為主，原則上低密度場景采用一級分光方式，中高密度場景采用二級分光方式。光分配網(ODN)也可以為總線型拓撲，采用多級非等分分光方式，

29、但同一鏈路上串聯最多 4 個光分路器；一般采取 1:32 分光系統，針對小帶寬多點位場景可使用 1:64 或者 1:128 的 2 級分光。15 （2）企業（園區）5G 無線建設 面向行業用戶的 5G 網絡規劃總體流程如圖 7 所示，包含業務需求最小化、產品選型、網絡估算、網絡仿真、組網設計五個環節。行業客戶一般只提供業務需求、園區環境情況、覆蓋要求等信息，建設規劃交由運營商等建設單位進行實施。圖 7 園區 5G網絡規劃流程圖 1)業務需求最小化：完成 Usecase 業務模型分析，將業務訴求轉換成網絡需求。Usecase 業務模型分析：對某場景下 5G Usecase 案例進行業務分析，將

30、Usecase 的業務模型轉換為無線網絡可以度量的指標，如下行/上行速率、時延和可靠性等無線指標，并進行分類；網絡需求分析：toB 場景中可能同時存在低時延、高可靠或大帶寬等多類型業務混合的場景，需要將這些業務采用時延容量等效折算方法統一轉換成容量需求，估算出某場景下的總體容量需求。2)產品選型：基于 toB 場景容量需求、場景特征、行業約束、無線特征等多維度確定基站側與終端側產品類型。3)網絡估算：基于產品類型、行業終端分布、容量基線做為輸入，從覆蓋與容量兩個維度估算小區規模。16 4)網絡仿真：以業務模型、終端分布、SLA 要求作為輸入，進行網絡規劃與仿真，評估每個終端 SLA 滿足度。5

31、)組網設計：基于網絡仿真階段規劃的站點位置，現場勘測，詳細設計基站站高、方位角、傾角；基于業務對容量、時延的要求，設計特性保障方案。2 2.網絡部署模式網絡部署模式 （1）模式一：UPF/OLT/MEC 下沉園區 對于大型企業或園區，為確保數據不出園區，應用就近接入等需求，可將 UPF 和 OLT 下沉部署到企業園區內。企業（園區）部署 5G 和工業 PON 網絡的管控系統，從行業客戶應用的視角需要提供一個整體的網絡管控系統，實現對融合網絡的整網管控。（2）模式二：UPF/MEC 共享，OLT 下沉 對于中小企業，UPF 可共享區域大網 UPF，OLT 下沉部署到企業園區，可選用小型的 OLT

32、 設備。工業 PON 網絡的管控系統部署到園區由企業自主管控，5G 網絡的管控將由運營商通過 MEC 上分配權限由客戶實現部分管控能力。三、工業 PON+5G 融合網絡的典型應用（一一）應用情況應用情況 2022 年 3 月 30 日首屆“光華杯”項目申報完美收官，大賽共收到來自全國 31 省超過 3000 個項目申報，如圖 8 所示面向垂直行業的項目 17 申報中，智能制造、智慧醫療、智慧教育、礦山、港口、能源等領域申報項目共計 1262 項目，占總項目比重超過 40%。圖 8 申報項目所在的應用領域 在行業融合應用專題申報中，如圖 9 所示，該專題中工業制造、能源、港口、礦山、交通運輸等行

33、業項目占比超過 80%，其中工業制造領域項目達到 436 個。圖 9 行業融合項目應用領域 18 初賽晉級的行業融合項目共 200 個，其中雙千兆協同項目 65 個，占比 33%，在工業制造、礦山、交通、電力、港口等場景應用較多，分別占比：37%、15%、9%、9%、8%。通過復賽晉級決賽的行業融合項目共 51 個，其中雙千兆協同項目35個，占比35%，工業制造占比44%，電力、交通和石化分別占比11%，物流、礦山和港口分別占比 6%。通過決賽進入總決賽的行業融合項目共 11 個，其中雙千兆協同項目 6 個，占比 55%，工業制造領域 8 個項目占比 73%。82221111工業制造電力交通石

34、化物流礦山港口其他 19 首屆光華杯大賽的項目晉級情況來看，面向工業領域的雙千兆協同項目優勢突出，進而反映對于雙千兆的連接需求及創新應用比較突出。（二二）典型案例典型案例 案例案例 1 1：工業制造工業制造-智慧工廠智慧工廠（園區園區）案例案例 客戶需求：客戶建設二期項目需配套網絡方案，實現覆蓋 72 畝工廠內辦公區、生產車間、倉儲物流、生活配套、園區環境全覆蓋，整網規劃滿足多類型業務承載。從使用網絡的角度，希望新建網絡能夠提供大帶寬、低延時、不丟包、工廠環境下穩定可靠運行、安全性、易管理維護、低故障等特性。并實現了千兆光網和 Wi-Fi、5G 等網絡的固移融合貫通協同。解決方案：采用工業 P

35、ON+5G+MEC 構建工廠雙千兆組網方案，構建起一張新型的千兆融合全光基礎網絡，如圖 10 所示，滿足智慧園區、辦公場景、生產場景的網絡部署，通過 PON 網絡實現有線場景的覆蓋，通過 5G+工業 WiFi 實現無線場景的覆蓋。通過構建 MEC 平臺和企業私有云實現 MEC 邊緣計算，計算后的核心數據上傳至私有云，實現云邊協同。20 圖 10 組網方案 組網特點：（1）基礎網絡通信功能，滿足基本的網絡數據傳輸，園區的語音、視頻等傳輸通信功能。數據互聯互通，無論是通過光纖有線網絡采集的數據還是通過 5G 基站回傳的數據都可以無縫漫游。（2）立體化網絡，多業務類型海量接入能力，網絡時延低，高帶寬

36、，視頻傳輸、工控信號傳輸，滿足企業生產制造需求。（3）網絡智能化，就近部署邊緣云，智慧算力下沉園區邊緣，及時調用云網絡資源，低成本實現企業上云。實施效果：（1）工業數據采集及控制：該工廠數字化車間承載網使用 PON 網絡作為企業車間的承載網絡，OLT 位于企業機房，實現生產設備的實時在線數據采集。21 （2）生產管理，協同辦公：該工廠辦公網絡通過采用 PON 的 OLT切片實現生產管理和協同辦公。同時這兩張網通過 PON 的 ONU 放裝 Wifi，實現無線辦公接入以及生產管理 PDA 等手持設備的無線接入。（3）園區安防光網全接入：園區面積大，借助工業 PON 光網廣覆蓋優勢實現了安防類設備

37、的多點位分布。（4）生活區域光網全覆蓋：該工廠使用面板式ONU和普通辦公ONU相結合，OLT 位于機房，通過無源分光設備實現全宿舍的光網接入滿足企業員工在宿舍的生活、娛樂、工作的需求。（5）MEC 融合實現 5G 專網的固移融合應用：通過構建 MEC 平臺和工廠私有云實現 MEC 邊緣計算，其中 5G 流量，通過 MEC 內部的分流能力將數據回傳至奧云德內部網絡及部署于 MEC 計算資源內的 AI 視頻分析系統、AR 遠程協助系統、AGV 調度系統、數據采集 SCADA 平臺、C2C控制中心，實現數據不出園區，計算資源邊緣下沉。（6）應用后經濟效益顯著：PON 相較于傳統以太網經濟效益節省40

38、%以上。項目竣工投產后，將提 高生產效率 25、降低運營成本25、縮短產品生產周期 35、降低產品 不良率 25、能源利用率提高 15，通過 MES 和 PDA 的聯動整體產線的自動化運行。整體生產線投產以后，從原來的 10 人，減少為 1 人（終檢）。案例案例 2 2：石油化工石油化工-安全生產案例安全生產案例 客戶需求：石油化工場所往往擁有龐大的油氣管線系統，安全生產管理是化工企業管理的重中之重。傳統的日常管線巡查不但耗時耗力，且很難及時發現泄漏情況，往往是對環境，人員或財物造成傷害后才被動發現問題。因此，利用最新的科技手段，采用智能化物聯網的技術，22 將管網的狀態信息實時在線監測分析，

39、可以在第一時間發現管線的泄漏事故，再結合事先制定的應急預案及聯動措施，可將泄漏災害降至最低，有效的減少安全事故，降低經濟損失。一是設備的在線監測覆蓋率不高，抓取的數據缺乏專業的分析管理。二是設備巡檢，檢修等過程仍然高度依靠傳統人工作業，智能化程度低，系統孤立，干擾多，偏差大。三是備品備件管理粗放，冗余過高，造成大量資金沉淀和浪費。解決方案：本項目采用 PON+5G+MEC 構建工廠雙千兆智能網絡，對生產場景的網絡部署，如圖 11 所示，通過 PON 網絡實現了有線網絡場景的覆蓋，通過 5G 實現了無線網絡覆蓋，通過構建 MEC 平臺和煉化私有云實現 MEC 邊緣計算，計算后的核心數據上傳到私有

40、云，實現云邊協同。圖 11 組網方案 組網特點：（1）OLT 側融合：將輕量級 UPF 能力與 OLT 板卡內置或者 OLT 設備 23 與 UPF 設備外聯。（2）5G 定制網：將 UPF/MEC 下沉到工廠，實現工業數據不出廠，5G 網絡管控能力開放給工廠，提升 5G 專網的靈活性和便捷性。（3）統一運營管理：借助開放給企業的自服務能力平臺，實現有線無線融合專網的全局管理、可視化及配置。（4）5G 一體化小基站：高度集成 5G 整個基站系統和 WiFI，可以實現對現有工業 wifi 終端、未來 5G 終端的綜合接入，簡化傳統 5G 網絡的室分系統，節約網絡部署成本 30%。實施效果：（1）

41、優化布線方案：降低 80%布線空間、30%綜合布線成本，網絡運維效率提升 60%；（2）降低生產成本：預計水電氣成本可降低20%，降低成本240萬/年；（3）降低售后維保成本：減少售后人員出差次數，創新售后服務模式，成本可降低 30%以上；（4）通過本平臺，煉化內部的管道、閥門故障識別準確性提升13.5%，維護及時性提高 20%，整體作業效率提升 37%管道、閥門故障提前預警率提升 12%，在罐體、管道、閥門故障產生前將風險消除，減少了客戶因閥門失效而產生的安全、效率和質量經濟損失。四、工業 PON+5G 融合發展趨勢 滿足行業用戶建網和用網需求,工業 PON+5G 融合演進的路線已經清晰，處

42、于發展初期，體現在融合技術、融合設備和融合實施等方面還不 24 夠成熟，亟需產業鏈伙伴聯合發力，統一認知、加快研發、促進成熟。持續推動技術發展，聚焦“三重”，即重點行業、重點企業、重點場景，持續提升工業 PON+5G 融合技術及融合產品能力。一是探索工業PON 網絡或 5G 網絡向下（工業現場、工業控制）和向上（云平臺、工業應用）延伸及技術融合。二是持續推動有線無線融合，包括數據、組網、設備等方面的深度融合。三是研制工業 PON+5G 融合網絡的行業標準。持續推進產業協同，工業互聯網網絡實施策略以集成解決方案為主，一般包含工業網絡、工業平臺、數據中心和工業互聯網安全等方面，在集成解決方案中需要通過部署融合網絡實現多類型終端接入和多協議數據互通，融合企業多類型業務承載實現對部署在公有云和邊緣云上的工業應用實時協同調用，通過數據中心大數據分析實現智能化?？偠灾?，圍繞工業數據制定集成方案，解決工業數據互聯、互通和互操作的技術難題，是產業鏈為止共同努力的目標，在實現目標的過程中，產業鏈協同實現技術、設備、應用協同優化，實現成本和效能的優化平衡。（完）