寬帶發展聯盟：工業制造企業千兆光網建設指南白皮書2022年（72頁）.pdf

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1、i追光計劃-工業領航行動系列成果工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）i前前言言當前，我國已建成全球規模最大、覆蓋廣泛、技術領先的光纖網絡，但光纖網絡的垂直行業應用市場仍有待培育。為此，從中央到地方密集出臺相關政策支持光纖網絡在垂直行業應用部署?！笆奈濉毙畔⑼ㄐ判袠I發展規劃提出要推動全光接入網進一步向用戶終端延伸，推廣實施光纖到房間、到桌面、到機器?！半p千兆”網絡協同發展行動計劃（2021-2023 年）提出要在工業、交通、電網、教育、醫療、港口、應急公共服務等典型行業開展千兆虛擬專網建設部署。同時，上海市、山東省、深圳市等省市也

2、陸續出臺地方政策，促進千兆光網在垂直行業的應用部署。在 2022 年全國首屆“光華杯”千兆光網應用創新大賽上，工業制造領域的千兆光網創新應用案例數量和質量均居首位，從所有垂直行業千兆光網應用中脫穎而出，成為千兆光網垂直行業應用的排頭兵。在此背景下，工業和信息化部信息通信發展司指導啟動“追光計劃”正式啟動，并率先面向工業領域開展“工業領航行動”，旨在工業制造領域推動形成具有規?；?、可復制的千兆光網應用部署方案，進而促進千兆光網的行業生態繁榮，賦能實體經濟數字化轉型升級。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）ii工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）（以下簡稱“白皮書”）是

3、“追光計劃-工業領航行動”的重點任務之一。由中國信息通信研究院牽頭，組織工業制造企業、電信運營商、設備廠商等產業鏈相關單位共同編寫，主要參加單位有中國電信集團公司、中國移動通信有限公司研究院、中國聯合網絡通信集團有限公司、北京小米移動軟件有限公司、佛山企帥數字科技有限公司、寧波奧云德電器有限公司、甕福（集團）有限公司、上海真蘭儀表科技股份有限公司、華為技術有限公司、中興通訊股份有限公司。白皮書聚焦電子器件制造、金屬加工機械制造、汽配配件制造、化工、泵閥門類機械制 造、通用儀器儀表制造等六類行業，深入分析各類企業的數字化轉型痛點和需求，梳理其千兆光網的建設目標、建設原則、建設內容和建設路徑等，為

4、企業開展數字化轉型、推進千兆網絡建設提供參考。編寫單位和成員（排名不分先后）：中國信息通信研究院：劉謙、敖立、曹小波中國電信集團公司：孫慧、吳程科、鄧斯鈞、王孝明、張君霄、杜喆、白杰、蔣銘中國移動通信有限公司研究院：李俊瑋、張楠楠中國聯合網絡通信集團有限公司：王澤林、邵巖、孫越北京小米移動軟件有限公司：李俊峰，孫偉佛山企帥數字科技有限公司：高顯明，何啟昌工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）iii寧波奧云德電器有限公司：楊勇甕福（集團）有限公司：楊曉勇 濮實 齊智 李及利 趙孝峰陳前鋒上海真蘭儀表科技股份有限公司：陳宇華為技術有限公司：趙曉東、董寅、王國華中興通訊股份有限公司：肖理

5、工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）iv目目 錄錄前言.i目錄.iv1概述.11.1工業制造企業千兆光網的內涵.11.2工業制造企業千兆光網典型技術.21.2.1工業 PON 技術.31.2.2可靠性保障技術.31.2.3網絡切片技術.41.2.4多協議兼容技術.41.2.5智能運維技術.41.2.6低時延確定性技術.51.2.7邊緣計算技術.51.2.8遠程供電技術.61.2.9融合組網技術.62建設目標.73建設原則.114建設內容.134.1電子器件制造領域.134.1.1建立數字化的生產調度管理能力.144.1.2構建廠區智能化倉儲物流.164.1.2產線部署機器視覺檢測

6、.174.1.3生產現場的裝配輔助.184.1.4構建工業 PON 千兆光網承載底座.194.2金屬加工機械制造領域.214.2.1構建設計與生產環節互動的 PDM 系統.224.2.2建立生產數據分析顯示中心.254.2.3建立智能化的倉儲物流系統.264.2.4構建工業 PON 千兆光網承載底座.274.3汽車配件制造領域.304.3.1實現自動化、精細化的汽車配件質量追溯.314.3.2構建汽車配件生產服務智能化平臺.334.3.3建立視覺監測系統.344.3.4構建工業 PON 千兆光網承載底座.354.4化工領域.374.4.1建設智能環保監測系統.384.4.2建設智能安全監測系統

7、.394.4.3建設智能檢斤系統.394.4.4構建工業 PON 千兆光網承載底座.40工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）v4.5泵、閥門及類似機械制造領域.434.5.1部署視覺檢測，提升產品工藝.444.5.2建立生產質量控制和追溯能力.454.5.3建立供應鏈協同生產機制.464.5.4構建工業 PON 千兆光網承載底座.474.6通用儀器儀表制造領域.494.6.1建立生產質量追溯機制.504.6.2完善企業的信息化管理水平.514.6.3構建工業 PON 千兆光網承載底座.525建設路徑.556規劃設計.576.1ODN 網絡規劃.586.2設備部署位置規劃.606.

8、2.1OLT 設備部署位置.606.2.2工業 ONU 的部署位置.607運營模式.628縮略語.64工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）11概述概述1.11.1工業制造企業千兆光網的內涵工業制造企業千兆光網的內涵在工業制造企業，千兆光網通過光纖網絡互聯企業的生產要在工業制造企業，千兆光網通過光纖網絡互聯企業的生產要素，為用戶提供兼具保障性和擴展性的組網方案。素，為用戶提供兼具保障性和擴展性的組網方案。工業制造企業可以通過建設一張全光網覆蓋企業的工業園區、企業管理和生產網絡，實現生產過程管理、廠區監控、企業辦公的統一接入，完成人、機、物的全面互聯。除此之外，還可以按照企業發展需要

9、將千兆光網與工廠內現有網絡相結合，實現千兆光網與工業以太網、5G、Wi-Fi 等網絡技術的融合組網，為企業提供更加全面的數字化轉型網絡底座。工業制造企業千兆光網的體系架構如圖 1 所示。圖 1 工業制造企業千兆光網架構圖工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）2工業制造企業千兆光網除具備傳統光纖網絡的特點，即大帶寬、低時延、抗電磁干擾等，還具備以下六大特點：一是設備自主可控一是設備自主可控。千兆光網設備已實現國產化，設備自主可控程度高，可以保證企業的信息安全自主治理的要求。二是設備成本低二是設備成本低。千兆光網具有國際標準化的設備體系和統一的接口類型，支持異廠家設備的互聯互通，設備成

10、本低。三是高可靠高安全三是高可靠高安全。千兆光網具有線路保護倒換和鏈路聚合功能，當出現部分節點失效時，網絡中其他節點仍能保持正常通信。千兆光網具有切片功能，提供生產網絡與其他網絡的獨立運行，確保生產網絡的信息安全性。四是節點自由增刪四是節點自由增刪。當工業制造企業產線升級或生產業務、流程變動時，需要對已部署的千兆光網新增或減少網絡節點，千兆光網在增減節點時能夠確保正在運行的其他網絡節點不受影響。五是兼容眾多協議五是兼容眾多協議。千兆光網設備支持協議轉換功能，可將工業現場設備繁多的通信協議映射為統一的協議類型進行傳輸。六是自主運營管理六是自主運營管理。千兆光網可在工業制造企業內部設置管理平臺，管

11、理平臺簡單易用可視化程度高，提供設備的自主運維和管理能力，使生產、管理數據均不出企業。1.21.2工業制造企業千兆光網典型技術工業制造企業千兆光網典型技術工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）31.2.11.2.1工業工業PONPON 技術技術工業工業 PON 技術除具有傳統技術除具有傳統 PON 系統的功能外，還支持可靠性保系統的功能外，還支持可靠性保障、網絡切片、多協議兼容、智能運維、低時延確定性、邊緣計算、障、網絡切片、多協議兼容、智能運維、低時延確定性、邊緣計算、遠程供電、融合組網等技術遠程供電、融合組網等技術（詳見 1.2.2-1.2.9 節）?；诠IPON 技術，可以

12、實現工業制造企業 OT 和IT 融合組網及工業數據的可靠采集與傳輸。此外，工業 PON 也可用于部署企業的辦公、監控網絡，綜合承載企業的管理和監控信息數據。工業PON 系統由局端 OLT(光線路終端)、用戶端工業 ONU(光網絡單元)、連接局端和用戶端設備的 ODN(光分配網絡)組成，其中ODN 由光纖和一個或者多個無源光分路器等無源光器件組成，其組成如圖 2 所示。圖 2 工業PON 系統組成1.2.21.2.2 可靠性保障技術可靠性保障技術可靠性保障技術涉及光纖鏈路的保護以及設備的保護。光纖鏈路的保護技術主要有 Type B 和Type C 保護方案。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2

13、022 年）4Type C 對光鏈路和 PON 設備（ONU 上聯雙PON 口）都保護，可靠性最高；Type B 對光鏈路保護，可靠性較高。設備的保護技術主要有雙歸屬保護和單歸屬保護。雙歸屬保護部署 2 臺OLT 互為保護，設備可靠性最高；單歸屬保護部署1 臺OLT，通過OLT 上兩個PON 口互為保護，設備可靠性較高。1.2.31.2.3 網絡切片技術網絡切片技術千兆光網統一承載工業制造企業的多種類型業務時，采用網絡切片技術可以實現不同場景的網絡隔離，將一張全光物理網絡虛擬為多張邏輯上隔離的網絡，分別承載生產制造、安防視頻、企業辦公業務等多種業務，實現業務隔離，管理獨立，差異化轉發等能力，保

14、證工業制造企業千兆光網的信息安全。1.2.41.2.4 多協議兼容技術多協議兼容技術工業現場設備種類繁多，接口和總線協議不統一，多數工業現場設備是非標總線接口和非標總線協議。為了實現設備的互聯互通，實現設備數據采集，需要通過多協議兼容技術將不同的網絡和通信協議映射成統一協議，各種網絡和協議之間通過統一協議實現信息的交互，實現工業現場通信協議的統一，降低設備組網的難度，實現訪問的統一性。1.2.51.2.5智能運維技術智能運維技術工業制造企業的網絡屬于自有網絡，根據企業的網絡運維能力和安全要求，企業需要選擇是否獨立進行網絡資源管理和運維。隨著工業企業網絡規模和復雜度的持續增加，網絡運維的工業制造

15、企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）5復雜度也在不斷增加,急需通過自動化措施來降低對運維人員的技能要求，降低 OPEX。千兆光網的智能運維技術可以實現網絡性能感知，實時檢測網絡的運行性能、健康狀態（如網絡帶寬、時延、誤碼丟包等），并支持對網絡實時性能數據進行綜合分析和處理。此外通過結合人工智能技術可以向用戶提供網絡故障自動檢測和網絡狀態主動預測能力，幫助企業降低運維門檻，節約運維成本。1.2.61.2.6低時延確定性技術低時延確定性技術工業制造企業在遠程工業控制、機器人協同作業等應用場景不但對千兆光網有低時延有明確要求，更要求千兆光網能夠保障時延抖動不能過大，即千兆光網具備確定性時延技術

16、，實現“準時、準確、快速”的數據傳輸。此外，千兆光網還應具備針對時延及其確定性的度量能力，通過標準化的時延和抖動測量方法，包括隨流測量和帶外測量等各種機制，在不過度消耗系統資源的前提下對時延和抖動進行準確度量，實時監測網絡情況，確保企業生產需求。1.2.71.2.7 邊緣計算技術邊緣計算技術在工業制造企業中，生產工程的預測性維護、產品的質量監測以及流程優化方面對生產過程數據的處理需要即時準確。為此，千兆光網需要采用邊緣計算技術在靠近機器或數據源頭的網絡邊緣側進行數據預處理、存儲以及智能分析應用，有效降低數據處理時延和傳輸時延、提升計算效率、消除網絡堵塞，工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（20

17、22 年）6并與云端數據分析形成協同。此外，千兆光網集成部署邊緣計算算力，還可以按需運行各類第三方應用，如定制化網絡功能（防火墻、NFV 技術等）、企業 IT 系統和制造管理系統等行業應用，降低企業投資成本。1.2.81.2.8 遠程供電技術遠程供電技術由于工業現場環境復雜，在工廠內經常存在現場通信設備或接入網絡的監控設備等供電困難的問題。千兆光網具有無源、長距離接入、抗干擾的特點，針對需要遠距離通信的現場通信設備可以部署光電混合纜，使數據通過光纖承載的同時還可以為工業現場的通信設備提供額外的供電能力。此外，還可以采用支持遠程供電能力的通信設備為接入網絡的攝像頭等設備供電，以保障部署的靈活性。

18、1.2.91.2.9 融合組網技術融合組網技術工業網絡在建設時，會根據用戶需求、產品特點、接入終端類型、建網投資情況等按需部署網絡。千兆光網采用光纖組網，適合承載固定設備的接入，適用于固定位置大帶寬尤其是大上行、無源化抗電磁干擾的應用場景，但同時千兆光網具有融合組網特性，網絡可以提供固定區域內的 Wi-Fi 連接能力，用于接入承載各類無線終端數據。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）72建設目標建設目標工業制造是中國國民經濟基礎，近幾年中國工業制造行業實現了快速發展，行業整體技術水平得到進一步提升，高端工業制造業與國際上發達國家的差距正在逐漸縮小。國內也逐漸涌現出一批具有較強競爭

19、力的工業制造企業。隨著新型網絡技術、數字化浪潮的到來，工業制造企業迫切希望通過數字化轉型提高企業的綜合競爭力，實現降本增效。作為建設企業數字化能力的基礎，網絡建設需要先行，為企業提供高性能、高可靠和高性價比的信息承載能力。千兆光網作為新型的網絡技術具有大帶寬、高可靠性、低時延的網絡特性，可以作為企業的數字化轉型的堅實底座。圖 3 是工業制造企業千兆光網建設目標。建設目標分為五層，分別是系統集成層、分析決策層、生產執行層、千兆光網層和工業終端層。圖 3 工業制造企業千兆光網建設目標工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）8（1）系統集成層：包括 CRM/ERP/MDM/PDM 等各類企

20、業管理信息系統。通過系統化的工具和網絡互聯互通，將生產流程的各個環節有效的銜接自一起，實現端到端的數字化，解決系統間信息不通造成的局部瓶頸。（2）分析決策層：將訂單、計劃、員工、設備監控、物流、產線和質量分析、異常管理等數據匯總分析，指導分析決策。形成生產執行層和人或者系統交互的界面，能夠幫助管理者便捷的掌控整個生產的狀態，發現故障能夠及時處理，也為生產優化，質量優化提供數據支撐。（3）生產執行層：主要包括生產計劃，任務執行，人員管理，設備管理，物料管理，工業管理，環境管理，質量管理等，通過合理的組合和調配完成整個數字化生產過程，是企業核心的生產要素。（4）千兆光網層：千兆光網當前主要采用工業

21、 PON 技術互聯工業制造企業生產要素，提供大帶寬、低時延的網絡，承載上層各類數字化應用的海量數據。并通過其具有的可靠性保障、網絡切片、多協議兼容、智能運維、低時延確定性、邊緣計算、遠程供電、融合組網等技術，為用戶提供高性能、高可靠的一體化網絡基礎設施。（5）工業終端層：主要包括智能化設備，儀器，傳感器，數字化終端等組成，作為生產數字化末梢嵌入在生產一線，完成數字化所需的數據采集，控制等功能。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）9建設千兆光網的目標是接入工業終端層的各類設備，匯聚企業生產端的大量數據，為企業的生產執行和分析決策的各個關鍵要素提供有力的數據支撐。同時，銜接互通系統集

22、成層的各個生產管理環節的信息化系統，實現系統間有效協同，建立端到端的數字化能力。建設千兆光網能夠賦能企業實現柔性生產制造、高效協同管理、個性化用戶服務、科學可視決策和商業模式創新。（1）柔性生產制造打通工業內網的 OT-IT 網絡，實現工廠內部生產裝備、產線、物料、庫存、質檢等異構網絡的整合，實現企業生產現場各類設備與 IT 管理系統等互聯互通。圍繞生產制造相關任務，形成有效的數據流動，以信息系統為支撐，提升企業生產流程控制能力，實現柔性生產，提高生產效率。（2）高效協同管理廣泛互聯企業的各個信息化系統，在可靠穩定的網絡加持下，幫助建立企業高效的生產管理體系，形成從“訂單-設計-工藝-計劃-制

23、造-質量-供應-交付-企業協同”的端到端數字化管理能力，提高企業的綜合競爭力。（3）個性化用戶服務企業數字化轉型根本的目的是提升企業競爭力的同時進一步提高用戶體驗，因此將數字化的理念和技術融入企業提供的服務之中，實現業務模式的重構與創新。通過生產經營數據的匯總和分析，幫助企業提升統籌管理、分析、決策能力，實現針對用戶工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）10需求的精準定位，提高用戶的滿意度。同時使企業的用戶服務管理更加科學有效。（4）科學可視決策在企業的數字化轉型過程中，需要對各個階段各個環節進行科學決策。滿足企業決策的科學性需要收集企業實現決策目的的各種數據，依托網絡實現各系統數

24、據的集成與串聯。結合大數據、人工智能技術對海量數據進行多維度分析，形成可視化，易用的指導決策的關鍵信息，賦能企業的生產、研發、銷售各個環節。（5）商業模式創新通過數字化轉型，系統梳理企業在生產經營、產品、用戶特征等方面的信息，統計分析生產經營中的痛點，進一步拓展產品的價值鏈，建立如產品生產過程交互式服務、個性化生產制造等創新商業模式，提升產品競爭力。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）113建設原則建設原則千兆光網的建設應考慮業務需求、用戶體驗、技術方案、建設和運營成本等因素，充分利用制造企業已有的網絡投資，合理規劃，幫助企業實現建網收益的最大化。具體應遵循以下六項建設原則：按需

25、建設循序漸進。按需建設循序漸進。根據企業數字化戰略布局和業務開展需求，基于企業規模和網絡基礎，聚焦關鍵制造生產過程中的重點和難點，推進企業靈活、分階段進行千兆光網建設，實現千兆光網在生產輔助環節的規?；渴鸷秃诵沫h節的深層次拓展，提升企業的系統化集成應用水平?？刂凭W絡建設成本控制網絡建設成本。建網成本是影響制造業數字化轉型進程的重要因素，低成本的解決方案有利于更好更快推廣應用。要大力推進工業數字設備標準化建設，防止和減少企業利用企業標準制造技術產品互聯互通壁壘。把先進工業技術工藝通過軟件化封裝和復用向行業賦能，降低先進工業技術工藝推廣普及成本。保障建網安全可靠保障建網安全可靠。網絡安全可靠是制

26、造企業網絡建設中的重中之重，網絡技術需要保障信息系統、應用系統的安全，并且可以在復雜多樣的制造環境下長期穩定運行。建設千兆光網應充分發揮光纖網絡抗干擾的特點，根據企業生產網絡的要求，充分工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）12保障網絡系統的可靠性，建設冗余備份能力，并提供在網數據的安全性保障傳輸能力。提供便捷網絡運維。提供便捷網絡運維。針對各個制造業企業網絡運維能力差異大的問題，在建設千兆光網時，應結合企業規模和實際運維水平，提供不同的運維服務模式，并應提供有效的網絡管理運維工具，實現可視化的網絡系統監控和主動診斷，保證系統維護管理簡明、方便、有效。在網絡發生故障時能夠方便及時的

27、發現故障、排除 故障。推動技術融合創新推動技術融合創新。將千兆光網與企業計劃部署的 5G、Wi-Fi6 等新型網絡技術以及機器視覺、人工智能、大數據等新技術融合，創新企業的生產制造過程，實現企業數字化改造，解決傳統制造企業的信息孤島問題。同時強化生產過程數字監管能力，消除質量隱患，探索智能化生產模式。持續優化用戶體驗。持續優化用戶體驗。數字化轉型要堅持以人為本的導向思維，杜絕束縛人、“綁架”人等類型的數字化轉型應用，要切實讓企業各方在數字化轉型中獲得減負和激發動能，進而得到更多幸福感、獲得感和體驗感。因此要充分利用千兆光網的優勢特點，根據制造企業的痛點，提出面向優化用戶體驗的網絡建設方法和質量

28、控制方法，促進創新鏈、產業鏈、供應鏈融合發展。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）134建設內容建設內容4.14.1電子器件制造領域電子器件制造領域電子器件制造企業當前遇到的痛點難點主要集中在四個方面：電子器件制造企業當前遇到的痛點難點主要集中在四個方面：缺乏數字化生產調度管理能力缺乏數字化生產調度管理能力 物料的儲、煉、配環節仍大量依賴人工物料的儲、煉、配環節仍大量依賴人工 生產制造工藝要求逐步提高，需要更優的質量控制方法生產制造工藝要求逐步提高，需要更優的質量控制方法 生產產品更新快，現場裝配遇到挑戰生產產品更新快，現場裝配遇到挑戰（1）缺乏數字化生產調度管理能力隨著電子器件

29、制造領域上游客戶的更高要求和下游產業技術革新，行業的制造轉型升級迫在眉睫。當前電子器件制造企業缺乏數字化生產調度管理方式，需要轉型升級，利用全面的生產數據采集與分析，為幫助企業提升生產效率，改進生產管理方式。（2）物料的儲、揀、配環節仍大量依賴人工電子制造業后端的物料的儲、揀、配環節仍過度依賴傳統人力，仍然存在人工找料、領料、配送以及人工核對紙質單據等的作業模式，不僅浪費人力，而且效率低易出錯、易形成呆滯料消耗。（3）生產制造工藝要求逐步提高，需要更優的質量控制方法電子器件制造生產過程中需要經過繁多且復雜的工藝處理，工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）14在多重工序處理下，其生產

30、制造中會出現產品部分缺陷、工藝不達標等各類問題。因為電子元器件種類繁多，各類電子元器件的結構形狀、損壞程度和檢驗方法也均不相同，一些傳統檢測方法已無法適應高節拍、柔性化的生產需求。（4）產品更新快，現場裝配遇到挑戰電子器件制造業中，產品推陳出新的速度快，各種產品的差異化可能帶來裝配流程的頻繁變化。流程的變化給生產現場的裝配人員帶來了極高的挑戰。若在不熟悉操作流程的情況下，直接對設備進行操作，會因操作失誤造成設備損壞，給企業帶來巨大的損失。針對上述痛點，企業需要建設數字化生產調度、智能倉儲物流、視覺檢測和生產現場裝配輔助能力，構建千兆光網承載底座，幫助企業實現數字化轉型，提升綜合競爭力。4.1.

31、14.1.1建立數字化的生產調度管理能力建立數字化的生產調度管理能力部署千兆光網承載電子器件生產過程的海量數據，建立工業終端、生產管理系統和數采分析平臺的數據互通網絡。通過大數據的分析處理，實現生產流程的可視、可管、可控。圖 4 為通過千兆光網承載的電子器件制造企業數字化生產調度管理示意圖。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）15圖 4 電子器件制造企業數字化生產調度管理如圖所示，建立數字化的生產調度管理能力，實現如設備數據采集（預測性維護）、測試性能數據采集（產品質量分析）、能耗數據采集（降本增效），人員行為和設備運行監控（安全生產）等多種能力。帶來了以下生產效率和企業管理水平

32、的提升：（1）生產數據實時獲取，生產數據指導經營，將數據實時傳輸到后臺進行分析，指導生產效率提升；（2）機器替代人讓數據準確，減少人員填寫表格的“誤差”，提高數據來源的準確性；（3）生產物料及人員的數字化管理，使企業的物料進出 100%受控，實現人員軌跡追蹤，提高生產效率；（4）建立電子區域圍欄、勞保用品檢測、交通安全管理等能工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）16力，實現安全生產管理；（5 5）通過自動化的實時告警能力，實時抓拍、報警推送，統計等多種管控方式，糾正生產過程中的不安全行為，避免安全事故發生，并結合安全數據分析，24異常抓拍報警，廣播、大屏滾動播出等，對員工形成警示

33、、震懾，違規事件統計分析。4.1.2構建廠區智能化倉儲物流構建廠區智能化倉儲物流電子器件制造企業的智能化倉儲系統是運用網絡技術、計算機技術、物聯網技術、自動控制技術、大數據技術、人工智能技術和相應設備等，對物品的進出庫、存儲、調撥、分揀、盤點、包裝、配送等倉庫作業，進行高效操作和精確管理的數字化系統。圖 5 電子器件制造企業智能化倉儲系統模塊化示意圖圖 5 是通過千兆光網承載的電子器件制造企業智能化倉儲系統模塊化示意圖，由 WMS 倉儲管理系統與 MES、ERP、PDM、WCS 等管理系統信息交互集成。各個信息化模塊的數據通過千兆光網互工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）17聯，

34、保證了數據的可靠傳輸。系統運行時，通過電子器件訂單驅動 ERP 對 WMS 物料庫存信息的查詢，進而帶動 PDM、MES 形成物料需求信息，以此生成采購訂單與生產訂單，生產、倉儲、采購系統協同配合，及時將生產線上物料的需求反饋到倉儲、采購等環節，同時通過 WMS 子系統間物料調撥信息的交互，對物料從原料、半成品、包材到成品整個過程進行一體化監管，最后由 WMS向 WCS 發出指令，實現對車間產品生產到出入庫全過程的庫存配送與控制。4.1.3產線部署機器視覺檢測產線部署機器視覺檢測電子制造業中的機器視覺檢測可用于引導機器人進行高精度的PCB 定位和SMT 元器件的放置，以及各種生產裝配設備中的單

35、機、雙面及多層板表面缺陷檢測、定位孔對準、絲印質量檢測、SPI 焊膏檢測、回流焊及波峰焊、電子零件表面質量檢測，打標檢測等。機器視覺的部署對產線的網絡傳輸性能提出了挑戰，千 兆光網的大帶寬、低時延網絡能夠高效的承載產線機器視覺數據。圖 6 是千兆光網承載的電子器件制造企業產線機器視覺檢測模塊化示意圖。圖 6 電子器件制造企業產線機器視覺檢測模塊化示意圖工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）18圖中成像子系統用于對需要質檢的產品進行拍照，通過千兆光網將高清圖像傳給視覺軟件，再由視覺軟件傳給 AI 推理子系統。AI 推理子系統完成圖片特征分析后，并將分析結果返回給視覺軟件，視覺軟件會呈

36、現推理結果，并根據設定的規則判定是否有缺陷。同時，通過MES 下達指令，通過千兆光網下發給產線PLC 來控制產線自動化裝備的動作（比如在發現缺陷時使用報警燈或者次品分流等，無缺陷則正常往下游運行）。4.1.4生產現場的裝配輔助生產現場的裝配輔助電子器件制造生產現場的裝配輔助系統，如產線的 AR 設備，可以為員工創造一個可視化的裝配培訓或現場指導環境，能夠更加快速、安全和準確的幫助員工掌握各類專業技能。在現場輔助裝配場景中，現場人員佩戴 AR 眼鏡，可以實時采集現場圖像、視頻、聲音等數據，通過高性能的網絡實時傳輸至輔助裝配系統，系統對數據進行分析處理，生成生產輔助信息，再下發到現場終端，實現操作

37、步驟的增強圖像疊加、裝配環節的可視化呈現，幫助現場人員進行復雜設備或精細化設備的裝配。圖 7 電子器件制造企業生產現場 AR 輔助裝配示意圖工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）19圖 7 是通過千兆光網承載的生產現場 AR 輔助裝配示意圖，AR等輔助裝配設備對網絡性能要求很高，千兆光網成為承載 AR 等輔助設備數據的高效網絡底座，提供了 Gbps 級別的數據接入能力，以及 us 級別的傳輸時延，可以利用 AR 輔助工具邀請專家進行遠程交互式指導。此外設備操作說明書、圖紙、文件等也可以通過網絡實時同步到現場終端，現場裝配人員簡單培訓后即可上崗，有效提升現場操作人員的裝配水平，提升裝

38、配效率。4.1.5構建工業構建工業PONPON 千兆光網承載底座千兆光網承載底座電子器件制造企業以千兆光網作為數據承載底座，建立完善的生產調度管理機制、智能化倉儲控制系統、機器視覺質檢系統和 AR 輔助系統，達到降本增效，產能和質量提升的目的。圖 8 電子器件制造企業千兆光網的整體建網方案圖 8 是電子器件制造領域千兆光網的整體建網方案，采用工業 PON 技術，將光纖網絡延伸部署到生產現場。通過工業 ONU 有線或無線方式接入現場生產設備、數采網關、PLC 控制器、工業工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）20相機、傳感器、AGV、AR 眼鏡等終端，實現生產數據采集和傳輸。針對生產

39、采集的關鍵業務，采用Type C 雙上行保護、網絡核心層 OLT 雙歸屬的方式為鏈路提供冗余保護能力。OLT 北向連接企業的生產管理系統和數據分析平臺，機器視覺分析系統和 AR 平臺，同時通過云專線連接云端的各系統平臺，保障邊云協同的高質量通信。針對電子器件制造企業的業務特點，工業 PON 采用低時延確定性、遠程供電，融合組網的解決方案，構建優質的光網絡承載底座。（1 1）低時延確定性根據電子制造領域生產網絡的數據信息的特點，需要保證生產網絡中控制指令信息、產線全流程的高清視頻檢測數據的實時傳輸。通過工業 PON 技術組網，利用低時延確定性技術提供生產現場和企業信息化管理系統間的實時、可靠通信

40、，滿足企業產線機器視覺質檢，以及生產全流程數采監控對時延小于 10ms 以及抖動小于 5ms 的要求。（2）遠程供電電子器件產線部署大量的攝像頭、工業相機等可能存在設備的供電困難，可以采用 PoE 型的ONU 接入此類工業終端，為設備提供必要的供電能力。（3）融合組網電子器件制造生產現場的存在大量的無線攝像頭或傳感器等工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）21工業終端。在做數據采集時，除采用有線接入外，部分終端需要通過無線方式接入。在生產現場部署集成 Wi-Fi 功能的工業ONU，提供有線接入能力的同時支持通過 Wi-Fi 無線方式接入部署節點周圍的攝像頭、倉儲 AGV，PDA 等

41、工業終端，提供了便捷的融合組網接入解決方案。其中工業 ONU 的Wi-Fi 可以提供100ms 的漫游切換能力，50ms 的時延。4.24.2金屬加工機械制造領域金屬加工機械制造領域金屬加工機械制造企業當前遇到的痛點難點主要集中在三個金屬加工機械制造企業當前遇到的痛點難點主要集中在三個方面：方面：設計環節數據不易流動，形成信息孤島設計環節數據不易流動，形成信息孤島 生產過程管理混亂，數字化程度低生產過程管理混亂，數字化程度低 倉儲物流管理方式效率低，耗費人力和資金倉儲物流管理方式效率低，耗費人力和資金（1）設計環節數據不易流動，形成信息孤島金屬加工制造多采用來圖加工，產品全定制。企業需要對客戶

42、來圖配合修改設計，每個產品都是新產品。生產工人需看圖加工，要求工人有較強的看圖能力，且生產過程不固定，工序多變。圖紙設計多使用計算機輔助設計軟件繪制，但設計圖紙無法形成系統的流動和管控，設計環節的數據信息成為信息孤島，亟需建立設計與生產協同的信息系統。（2）生產過程管理混亂，數字化程度低部分中小金屬加工機械制造企業的生產車間生產現場混亂，生產過程、生成進度無法實時跟蹤，存在產品需要大量組裝，但工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）22由于零部件多，組裝零部件無法及時配套齊全等問題，影響生產效率。（3）倉儲物流管理方式效率低，耗費人力和資金金屬加工機械制造企業多采用傳統的倉儲物流管理

43、方式，容易導致車間半成品積壓，大量半成品在各車間流轉，耗費人力和資金。針對上述痛點，企業需要建設設計生產協同 PDM 系統、建立生產數據分析顯示中心和智能化的倉儲物流系統，構建千兆光網承載底座，幫助企業實現數字化轉型，提升綜合競爭力。4.2.1構建設計與生產環節互動的 PDM 系統金屬加工機械制造企業經常遇到定制化的加工需求，企業需要形成數字化的設計參數、建立智能化設計能力，便于對加工需求快速響應。PDM 是企業的產品數據管理系統，主要管理產品的設計數據，包括產品的設計圖紙、各部件的工藝流程、工藝參數、生產模具、物料清單（BOM）等。圖 9 是基于生產設計協同的 PDM系統框架圖。工業制造企業

44、千兆光網建設指南白皮書（2022 年）23圖 9 金屬加工機械制造企業生產設計協同的 PDM 系統框架圖通過千兆光網互聯 PDM 與ERP、MES 等企業管理信息系統，為產品的設計數據流動打下堅實的基礎，幫助企業構建設計與生產協同的信息化系統。形成關鍵數據要素的流動，包括：（1）ERP 與PDM 系統協同：可以使 ERP 系統從 PDM 中獲取物料清單、工藝路線等產品設計數據，幫助用戶快速做出產品的標準成本分析，得到在制造過程中真實成本與利潤，為制定產品報價策略、生產計劃、采購計劃、庫存計劃提供數據支持，從而準確的了解企業經營狀況，以便隨時調整經營策略。（2）PDM 與 MES、ERP 系統聯

45、動：MES 從 ERP 獲取生產訂單，制定產品生產計劃，從 PDM 獲取產品數據（BOM、工藝路線），制定產品的生產任務、庫存計劃、采購建議等，結合加工設備信息可以實現自動派工，提高生產排程的效率。通過構建設計與生產協同的信息化系統，企業可以建立無紙工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）24化生產模式。無紙化生產模式是金屬加工機械制造領域新的生產模式，依托于各個信息化模塊的互聯互通，其架構圖可參考圖 9，各模塊間采用千兆光網互聯。車間現場的生產任務以條碼工藝流程卡的方式進行流轉，每一個工件都有唯一的工藝流程卡，通過掃描條碼可以查詢到當前工件的所有信息，包括來自于 ERP 系統的銷售

46、訂單信息、物料基礎信息，來自于 MES 系統的生產任務信息、生產排程信息、加工工藝信息，來自 PDM 系統的物料清單信息、電子圖檔信息等。此外企業通過輔助制造工具 CAM 系統進行生產制造，CAM 系統通過網絡與生產設備建立聯系，進行生產設備的管理控制和操作。以鈑金制造為例，在 CAM 輸入零件的工藝路線和工序內容，可以輸出刀具加工時的運動軌跡(刀位文件)和數控程序。對于鈑金行業普遍使用的數控機床設備，如：等離子切割、激光切割、數沖、CNC 加工車床等，需要 CAD 輸出工程設計圖紙電子檔案，并使用CAM 進行排版編程、折彎編程、CNC 編程等。通過網絡互聯進行數據交換，實現 CAD 和CAM

47、 之間的無紙化操作。當執行生產任務時，MES 系統負責管理工件的生產過程，包括任務生成、下達、派工、報工等，當遇到需要數控機床加工的工藝時，CAM 提供機床加工程序文件，預編程的加工程序文件可由PDM 系統管理，現場編程加工程序文件可與生產任務關聯由 MES統一管理；當 MES 系統把生產任務派工到具體加工機床時，機床數控系統可根據生產任務信息加載相應的加工程序文件進行加工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）25工。車間現場工位配置電子看板終端（PC 或平板電腦）及掃碼槍，通過掃描當前工件的工藝流程條碼查詢獲取 ERP、MES、PDM 等系統的相關信息，并向存放電子圖檔的文件管理服

48、務器（如 FTPServer）申請下載圖到電子看板終端并顯示，實現無圖紙化生產。4.2.2建立生產數據分析顯示中心數據分析顯示中心是金屬加工機械制造企業的各類信息化系統業務數據的匯集-分析-顯示處理單元。企業通過數據分析處理單元將企業生產制造全流程信息以數字化圖表的形式可視化呈現，為數字化運營提供直觀簡潔的決策基礎。圖 10 是金屬加工制造企業的數據分析顯示中心示意圖。圖 10 金屬加工機械制造企業建立數據分析顯示中心示意圖通過千兆光網承載海量數據，建設企業的生產數據分析顯示中心，并配置可視化的管理面板，為用戶提供便于理解的、可供交互的集成顯示界面。通過將數據進行圖表化多維度的組織和呈現，企業

49、管理者可以便捷全面地掌握公司的各項指標。此外數據分析顯示單元是企業生產經營數據的匯集處，包含了企業各個管工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）26理域的數據。千兆光網需要提供安全的承載通道，支持不同管理域數據的分權分域查看機制。4.2.3建立智能化的倉儲物流系統基于千兆光網構建企業智能化物流運輸系統，將傳統倉儲管理系統與信息技術結合，實現物流作業的實時信息采集，并在集成環境下對信息進行分析和處理，通過各物流環節的信息傳遞，為倉庫和流水線提供實時信息和服務。此外，中小型金屬加工企業在建設智能化倉儲物流系統時，可以與第三方系統對接，提供快速的能力集成。圖 11 是面向中小金屬加工企業的

50、智能化物流系統的功能元素示意圖。圖 11 金屬加工企業的倉儲物流系統的功能元素部署千兆光網，使企業的生產制造設備與立體倉庫通過 MES系統協同互聯。MES 系統把生產任務派工到指定加工設備，生產設備終端掃描生產任務條碼進行開工。MES 系統會根據生產任務的用料需求控制立體倉庫，把生產所需材料運送至生產設備加工臺上。并結合物料分揀系統，通過AGV 把物料自動派送工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）27到工序加工中心或設備。4.2.4構建工業 PON 千兆光網承載底座建設千兆光網為金屬加工機械制造企業的數字化轉型提供堅實的網絡底座。在此基礎上，企業可以定制數字化管理平臺，組建數字化工

51、廠，為企業建立一個快速響應、有機制、并且精細化的制造業環境。幫助制造企業在生產過程中降低生產成本、按期交貨，提高產品質量和服務質量。圖 12 金屬加工機械制造企業千兆光網的整體建設方案圖 12 是在金屬加工機械制造企業部署千兆光網的整體建設方案，采用工業 PON 技術，并按需與 5G 等先進網絡技術融合部署。網絡覆蓋企業的生產網、企業辦公網、企業監控網、無線接入網。涵蓋設計、生產、倉儲、管理等各個應用環節，幫助企業實現整體的數字化生產管理。由于金屬加工制造的生產網對于安全的要求較高，在使用工業 PON 組網時，建議采用TYPE C 的鏈路保護方式組網，實現鏈工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（

52、2022 年）28路 50ms 保護倒換，保障生產業務不中斷。企業的辦公網建設注重性價比，也需要保障鏈路安全，建議采用TYPE B 保護方式組網。在設備選型上，可以根據辦公位組合以及各辦公位的業務需求，選用 2 接口面板式 ONU、4 接口 ONU、8 接口ONU，或者 24 接口 ONU。ONU 的業務接入類型應支持以太接和語音接入，并可以通過以太接口連接無線 AP 提供辦公 Wi-Fi 覆蓋，或選擇帶 Wi-Fi 功能的ONU 直接提供 Wi-Fi 覆蓋。針對金屬加工機械制造企業的業務特點，工業 PON 采用多協議兼容、融合組網、遠程供電的解決方案，構建優質的光網絡承載底座。（1）多協議兼

53、容金屬加工機械制造企業的生產網設備數據采集是需要突破的難點，涉及到Modbus TCP、Modbus RTU、MQTT、三菱 485BD 協議、西門子 PPI 協議、西門子 Profinet 協議和串口自定義協議等十余種協議、以及生產現場不同類型設備的數據采集。通過在工業PON 網絡中部署多協議兼容技術，將不同類型的通信協議映射成統一協議，各種網絡和協議之間通過統一協議實現信息的交互,實現設備和信息系統的互聯互通。網絡部署上，將工業 ONU部署在車間通信柜中，利用五類線接入到各種數控機床和工業終端設備中或利用工業 ONU 接入數采網關實現多協議接入和協議轉換、數據承載和傳輸。工業制造企業千兆光

54、網建設指南白皮書（2022 年）29（2）融合組網在生產網內通過工業 ONU 連接專用的 AP 設備，保障整個廠區可靠的無線覆蓋，有效縮短網絡部署施工周期。專用 WI-FI 的漫游切換時間50ms，可以滿足 300 個工業終端并發在線，此外還能夠接入和保障生產現場 AGV 物流的運行無中斷和移動質檢等移動類業務的承載需求。當金屬加工制造企業以“工業 PON+5G”建設融合網絡時，可以采用工業PON 網絡承載固定設備的接入，同時提供固定區域內的 Wi-Fi 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。網絡接入側部署融合接入設備,如 5G 一體化小基站，通過工業 PO

55、N 鏈路做回傳，解決小范圍區域的 5G網絡覆蓋。（3 3）遠程供電金屬加工制造企業車間現場環境復雜，部分接入點位的設備存在取電不便，在遇到部署工業 ONU 設備取電不方便時，可以采用光電混合組網，部署集中供電單元（分光器+供電單元+光電混合連接器），集中供電單元把光信號和電信號通過光電混合連接器連接并同時引入光電混合纜，向工業 ONU 同時提供數據傳輸和遠程供電功能，實現設備的遠程供電。此外都當生產現場當工業ONU 連接的無線 AP 安裝點位取電困難時，可以部署支持 PoE 供電的ONU，通過 ONU 為AP 設備提供遠程供電。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）304.34.3

56、汽車配件制造領域汽車配件制造領域汽車配件制造企業遇到的痛點難點主要集中在汽車配件制造企業遇到的痛點難點主要集中在三三個方面：個方面：缺乏自動化、精細化的汽配生產質量追溯機制缺乏自動化、精細化的汽配生產質量追溯機制 生產服務效率相對低下、管理平臺智能化水平不足生產服務效率相對低下、管理平臺智能化水平不足 質檢環節依賴人工，成本居高不下質檢環節依賴人工，成本居高不下（1）缺乏自動化、精細化的汽配生產質量追溯機制汽車配件是構成汽車系統的重要組成部分,配件的加工質量會直接影響汽車內部部件的精度，性能和壽命。配件質量不過關將直接危害汽車行駛的安全性。但是由于汽車配件生產步驟繁瑣，質量數據數量龐大，對于生

57、產制造過程的全程質量追溯體機制建 設對于整個行業來說還在建設和完善中，是企業關注的重點。（2）生產服務效率相對低下、管理平臺智能化水平不足。汽車零部件的生產涉及多部件的組合加工，因此整個生產過程面臨重重考驗，比如生產作業計劃頻繁變更，制造工藝復雜、在生產過程中的臨時插單、材料短缺的現象。需要一個高度智能化的生產協同管理平臺，同時要有覆蓋廣泛、組網靈活的生產網絡支撐管理平臺的智能化水平。（3）質檢環節依賴人工，成本居高不下當前汽車零部件生產過程的質量檢測智能化程度不高，檢測手段不豐富，部分環節以質檢人員抽檢和主觀判斷為主，這對生產制造產品的工藝質量提升帶來較大的困難，同一批次的產品質量會出現波動

58、，企業投入的人力成本居高不下。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）31針對上述痛點，企業需要建設精細化的質量追溯系統、搭建生產服務智能化平臺、部署視覺監測系統，構建千兆光網承載底座，幫助企業實現數字化轉型，提升綜合競爭力。4.3.1實現自動化、精細化的汽車配件質量追溯汽車配件是構成汽車系統的重要組成部分,對汽車功能的實現具有重要意義,配件質量不過關將直接危害汽車行駛的安全性，因此汽車配件生產作業質量監控的自動化、精細化是汽配企業在數字化轉型道路上的核心目標之一。汽配生產制造企業可基于千兆光網，實現配件成品質量數據采集、在線生產質量監測和預警，建立產品質量檔案，形成配件生產質量追溯

59、系統，完善質量分析與改進等質量管控流程，構建智能化和自動化的追溯方式。汽配生產質量追溯系統包括一下內容：（1）采用圖像識別、AI 算法實現汽配件產品質量（外觀）的動態實時在線監測。（2）采用測量感應（紅外熱成像，X 射線檢測等）實現產品質量的在線監測。（3）采用質量控制模型（分析數據、偏差跟蹤、質量預知等），對質量異常進行實時預警，在線優化設備/工藝的作業參數，實現對生產質量的實時閉環控制。（4）結合數據采集系統，對各類在線測量數據進行分析，依托網絡接入并采集大量終端的實時生產數據，支撐實時在線工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）32的SPC 分析。提供各種分析圖表。實現基于生產

60、制造過程質量的趨勢分析預判、異常分析等。幫助質量控制人員改善產品品質，并可做出預防性建議或意見。（5）建立產品批次質量數據庫，實現從來料到最終交付的產品質量追溯數據信息的匯集。（6）建立統一的信息平臺，實現來料質量信息、過程質量信息、生產信息、設備信息、檢測信息、發運信息等全流程的正向追溯和逆向追溯。圖 14 為汽配生產制造企業質量追溯系統示意圖，企業可以對汽車配件來料、生產、加工、封裝全流程進行無縫監測。圖 14 汽配生產制造企業建立的質量追溯系統示意圖圖中的生產制造各環節的質量追溯數據通過千兆光網承載，采用“端+光網絡+云”的架構，在生產線安裝各類工業高速相機、高靈敏度傳感器，同時利用企業

61、網絡中的邊緣算力，承載工業機器視覺云平臺和視覺算法等。通過機器視覺、人工智能技術的賦工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）33能，進行產品外觀瑕疵檢測、尺寸測量、分類分揀、視覺引導等。實現抽樣檢測向全量在線檢測轉變，提高生產的標準化程度，提高產品合格率，節省人工成本。4.3.2構建汽車配件生產服務智能化平臺汽車配件生產服務智能化平臺依托高速互聯網絡和汽配信息化系統，實現汽車配件生產任務自動下發與執行、新型零部件設計與制造協同、制造資源動態組織、生產過程管理與優化、生產過程可視化監控與反饋、生產績效分析和異常管理，提高汽車零部件生產過程的智能化和可控性。通過千兆光網的網絡底座承載汽車

62、配件生產服務平臺，實現各類終端、設備數據的統一采集、管理、共享、部署，為后期各種智慧化的應用及智能決策奠定數據基礎能力，同時滿足業務的長遠發展。汽車配件生產服務平臺將采集到的設備狀態數據通過數據分析系統對工廠各類設備進行有效監控，故障提醒。設備故障預警和狀態監測根據設備運行規律或觀測得到的可能性前兆，在設備真正發生故障之前，及時預報設備的異常狀況，采取相應的措施，從而提前預判即將發生的故障，更換相應的零部件。采用人工智能+數字孿生的技術模式，基于大數據智能處理平臺，實現對工廠全產業鏈中人機物料法環等數據獲取、存儲、分析與決策，構建“人-信息-設備”在信息空間的數字孿生，事前預測、事中監管和事后

63、追索的輔助性智能決策服務環境，幫助企業提升產品質量和生產效率、降低產品成本和應用門檻。圖 15 是千兆光網承載的生產服務工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）34智能化平臺模塊示意圖圖 15 汽車配件制造企業生產服務智能化平臺結構示意圖圖中的各個信息化模塊通過千兆光網互聯，以低成本、高可靠的方式實現汽配企業內部“人-信息-設備”各節點的靈活互聯，承載各類生產數據采集，支撐一體化的汽車配件服務智能化平臺的建設。4.3.3建立視覺監測系統汽配制造行業會大量使用注塑件，對生產環境的安全防護要求很高。通過部署視覺檢測系統，將待檢測區域的高清攝像頭接入千兆光網，連接至后端的圖像分析服務器，在

64、圖像分析服務器中部署各類視覺檢測算法，智能檢測目標區域，同時支持設定各類告警事件的推送方式，例如可以設置煙火告警、生產違章事件的推送間隔，避免重復推送同一事件告警。工作人員可以依托網絡通過配置后端的檢測服務器對前端的攝像頭進行不同任務的工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）35調度，實現不同的視覺檢測功能。配合視覺數據的智能分析，環境事件及違章行為的識別準確率可以達到 95%。4.3.4構建工業PON 千兆光網承載底座汽車配件制造企業建設千兆光網作為網絡底座，實現企業內部生產裝備、產線、物料、庫存、質檢、辦公、安防等異構網絡的互聯互通，承載海量終端數據，如高效高精數控蝸桿砂輪磨齒機

65、、數控雙主軸車銑磨復合加工機床、六軸關節型、平面關節型搬運機器人、可編程邏輯控制器（PLC）、數據采集與監視控制系統（SCADA）、高性能高可靠嵌入式控制系統裝備，高端調速裝置、伺服系統、等裝備運行狀態的實時監控數據，幫助企業建立產品的質量追溯體系，提升企業的綜合服務能力和管理效率。圖 18 汽車配件制造企業千兆光網的整體建設方案圖 18 是汽配企業部署千兆光網的整體建設方案，采用工業PON 技術。部署方案考慮了視覺監測、多點位數采數據等對網絡帶寬的要求，采用 10G PON 設備。在關鍵生產線以及生產區域部署工業ONU 采集生產流程數據以及人員行為數據，并部署耐工業制造企業千兆光網建設指南白

66、皮書（2022 年）36腐蝕、抗干擾的皮線光纜進行連接，保障網絡的使用壽命?？紤]到汽配生產制造對數據承載的安全性的要求很高，工業ONU建議使用雙 PON 口。在核心機房新建 OLT 時，建設采用雙OLT手拉手或Type C 雙歸屬冗余保護拓撲，當工作鏈路發生故障時，可極速倒換，在生產環境中做到無感切換，保障生產業務的正常進行。針對汽車配件制造企業的業務特點，工業PON 采用邊緣計算、網絡切片的解決方案，構建優質的光網絡承載底座。（1）邊緣計算部署通用硬件架構的工業 PON 設備，作為企業內部的邊緣計算單元，將汽配工業產線的數據計算處理能力轉移到邊緣側，并通過結合特有的深度學習算法，在邊緣測進行

67、模型推理，有效降低業務響應時延。針對產線質量監測中用到的視覺處理類業務，可以降低視頻類數據傳輸帶寬，提高計算效率。（2）網絡切片通過工業 PON 技術承載汽配制造企業內不同管理域的數據，進行差異化管理，如物料配送區、生產制造區等。配置網絡切片確保各管理域業務的安全隔離。將物理 OLT 設備以 PON 板、PON口或下掛的若干 ONU 設備為單位，虛擬化為多個邏輯切片，每個切片之間的網絡資源分配、系統管理權限相互獨立。網絡管理上采用工業PON 管理平臺對獨立切片進行管理，對運維用戶分權分域，各用戶只能操作和查詢所屬切片的資源和配置。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）374.44.

68、4化工領域化工領域化工領域企業遇到的痛點難點主要集中在三個方面：化工領域企業遇到的痛點難點主要集中在三個方面：環保監測缺乏智能化手段環保監測缺乏智能化手段 企業數字化能力差異大、生產安全存在隱患企業數字化能力差異大、生產安全存在隱患 生產管理效率低、缺乏有效協同生產管理效率低、缺乏有效協同（1）環保監測缺乏智能化手段化工企業生產過程存在污染較大，治理成本高等問題，且具備一定危險性，持續面臨環保壓力。企業缺乏智能、有效的檢測手段，需要通過先進的網絡技術賦能，加強對企業生產、化工原料等相關資源進行監測，并可以將數據于其他企業管理系統進行聯動。（2）企業數字化能力差異大、生產安全存在隱患化工企業生產

69、活動中涉及一定量的危險化學品，生產過程對安全規范的要求極高。當前化工企業數字化建設水平差異較大，企業在生產過程中存在可能的隱患點多、識別難度大、處理時效性低等問題，對企業部署自動化和智能化生產提出了新的要求。（3）生產管理效率低、缺乏有效協同化工企業目前仍存在信息統計/識別人工化，各個管理系統間難交互等問題，企業各部分生產、經營、設備形成獨立網絡，系統之間無法實現數據共享，存在“網絡孤島”。導致生產管理效率低，管理運維成本高。針對上述痛點，企業需要建設智能環保監測系統、智能安全工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）38監測系統、智能檢斤系統，構建千兆光網承載底座，幫助企業實現數字化

70、轉型，提升綜合競爭力。4.4.1建設智能環保監測系統圖 19 化工企業環境監測示例圖化工企業因其行業的特殊性，對于污染物排放標準要求極其嚴格，國家在這方面執法力度大，企業在環保檢測方面的成本投入越來越高，對建立標準化的環保監測能力需求迫切。通過千兆光網接入類型多樣的傳感器，回傳到后臺的智能檢測系統，并結合大數據分析，幫助企業實時監測并第一時間預判環保指標，實現由被動環保向主動環保的轉變。圖 19 為化工行業環境監測示例圖，可顯示對氣體濃度、液體濃度、溫濕度等化工行業特需的內容進行狀態監控。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）394.4.24.4.2建設智能安全監測系統圖 20 化

71、工企業的智能安全監測系統應用傳統的監控畫面采用人工盯防處理，不僅效率低下，遇到突發情況，使用對講機呼叫處理，時效性低，難以做到及時處理。依托千兆光網多接入、大帶寬、高可靠的網絡特性，部署生產車間的高清監控系統或巡檢系統，構建 AI 視頻預警系統和智能巡檢方案，幫助企業實現生產風險管控和隱患排查治理，滿足化工企業的安全保障。此外利用企業的邊緣計算單元，實現對視頻數據的快速分析處理，提高檢測系統響應速度。圖 20 為化工行業在智能安全監測的應用示例參考，通過 AI 圖像識別，有效提升工作效率和安全等級。4.4.34.4.3建設智能檢斤系統化工原料資源管理和產品運輸前必須檢斤流程，傳統的人工檢斤存在

72、兩大問題。一是手續繁瑣，全程手工辦理，花費時間長；二是存在跑冒滴漏，手工操作檢斤摻雜人為因素，損失巨大。通工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）40過數字化改造，采用千兆光網承載智能檢斤系統，解決了跑冒漏滴等問題；使得檢斤時長大大縮短，有效提升流程檢查效率；同時避免人為因素造成的損失，實現了 7X24 小時持續運轉、高清視頻實時回傳的磅房無人化管理。4.4.4構建工業PON 千兆光網承載底座建設千兆光網底座，結合邊緣計算、AI、大數據、云計算等新型技術，以滿足化工企業高效生產、安全監控、環保監測、智慧辦公、智能運維等需求，提升企業內部的生產效率，優化、改善企業管理結構，實現安全、綠

73、色、高效的運營。圖 23 是化工企業部署千兆光網和 5G 網絡的融合組網建設方案。其中千兆光網采用工業 PON 技術，由于部分大型化工企業已經布局 5G 網絡建設，因此在部署網絡時，采用“雙千兆”融合網絡作為網絡底座，實現業務聯動、監控分析、集中管控，同時結合AI、云計算、大數據等新型技術，構建安全、綠色、高效的智慧化工企業整體解決方案。圖 23 化工企業千兆光網和 5G 網絡的融合組網建設方案工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）41圖中的千兆光網采用工業 PON 技術，其中工業 PON 的OLT 設備提供了集中化的數據處理、交換和控制功能。工業 ONU 設備部署于生產車間，面向

74、化工行業生產車間的 DCS 設備，提供以太網、Wi-Fi等 多 種 常 規 網 絡 用 戶 側 接 口。此 外 還 可 以 通 過RS485/RS232 等業務接口實現現場儀表的開關量數據采集。ONU 設備采集的工業生產數據經過 ODN 光纖網絡匯聚到 OLT 設備側，由 OLT 設備北向接口對接企業的數據應用與管理系統，以實現數據采集分析、指令下達等功能?；ば袠I對生產數據的可靠性要求極高，在網絡冗余保護方面，建議采用 TYPE C 手拉手冗余保護拓撲。其中工業 PON 的OLT設備采用主備雙 OLT 的冗余保護方案，能夠對傳輸鏈路提供小于50ms 的保護倒換能力。針對化工企業的業務特點，工

75、業 PON 采用網絡切片、邊緣計算、融合組網、智能運維解決方案，構建優質的光網絡承載底座。（1）網絡切片化工企業對網絡數據安全有很高要求，要求多種業務子網具備獨立管理的能力。部署方案上，利用工業 PON 的網絡切片能力，將物理OLT 設備虛擬化為多個邏輯設備切片，以切片為單位對應化工企業內的不同管理域。切片建議的建設方案如下：a.建議基于 PON 口劃分切片，不單獨配置 OLT 的上聯口，使用主控盤的上聯口;b.切片分配不同的上聯口,各切片的上聯口可以組成 TRUNK工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）42組實現保護;c.每個切片可使用相同的 VLAN ID；每個切片可作為獨立

76、OLT配置單播/組播業務;d.各切片內可根據業務需求選擇不同的 ONU 終端，并進行單播/組播業務配置；通過工業 PON 管理平臺進行網絡切片的統一管理。對化工企業不同管理權限的用戶實行運維用戶分權分域，各用戶只能操作和查詢所屬切片的資源和配置。（2）邊緣計算邊緣計算目前在化工行業有以下應用，一是賦能化工生產數據采集和協議整合。邊緣計算將端側產生的數據進行采集和處理，形成實時的示功圖數據傳輸至 SCADA、DCS 等系統。二是利用視頻攝像頭采集的源數據，邊緣計算可以賦能智能化應用，如電子 圍欄告警、安全作業監管、環境保護監管等。三是用于化工生產 網絡的安全防護。即在通信設備上構建邊緣計算能力，

77、由邊緣計 算賦能端側安全管控。在工業PON 系統部署算力資源，在 OLT 設備處配置算力板卡，將數據計算處理任務部分下沉到OLT 設備處，并部署特定的應用算法，進行邊緣數據分析處理，可以快速反饋計算結果。此外部署開放平臺的工業網關（ONU），采用容器化架構，通過集成應用/插件，可以在 ONU 處完成化工生產現場數據采集和協議轉換。OLT/ONU 的算力配合云資源，形成端邊云一體化協同能力，更好工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）43的滿足企業不同的應用需求。（3 3）融合組網部分化工企業部署“雙千兆”融合的網絡底座，以工業 ONU 作為融合組網接入單元，將其配置為5G 和PON

78、雙上行的設備形態，以提供有線和無線數據接入能力。此外，對于在工業內網部署 MEC的化工企業，可以通過工業PON 將數據通過OLT 傳輸到 MEC，5G的用戶面數據通過 UPF 本地分流以后也會連接到 MEC，形成統一的數據計算、分析和應用平臺。（4）智能運維為了有效解決化工企業IT 人力資源短缺、運維成本高的問題，工業PON 網絡需要部署智能運維系統?；谒懔Y源，感知業務質量，基于感知分析實現故障范圍定界，最終精準定位故障源頭，實現自上而下的業務故障定界定位，為用戶提供業務質量保障。智能化運維系統基于網絡數據采集并與 AI 結合，實現整體網絡質量的監控。4.54.5泵、閥門及類似機械制造領域

79、泵、閥門及類似機械制造領域泵、閥門及類似機械制造領域企業遇到的痛點難點主要集中泵、閥門及類似機械制造領域企業遇到的痛點難點主要集中在三個方面：在三個方面：閥門的制造及檢驗工藝復雜閥門的制造及檢驗工藝復雜 管理粗放，生產制造的質量追溯困難管理粗放，生產制造的質量追溯困難 產業鏈協同困難，無法進行生產動態調度產業鏈協同困難，無法進行生產動態調度工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）44（1）閥門的制造及檢驗工藝復雜高端閥門產品對制造工藝水平要求高，國內閥門企業生產制造和產品檢驗水平不足，產品低端化，同質化現象明顯，與國外先進企業相比存在差距。（2）管理粗放，生產制造的質量追溯困難部分閥

80、門企業在工藝設計、產品制造等環節仍沿用紙質工藝規程，缺乏高效的生產質量管理手段，更多依靠經驗豐富的工人。這種方式難以統籌管理生產環節的各種因素，無法形成完整的生產制造質量追溯機制。（3）產業鏈協同困難，無法進行生產動態調度閥門生產制造存在批量小，品種多的特點，如何實時跟蹤供應鏈信息，結合每種類型、批次產品的生產加工狀態和進度進行統籌規劃，是擺在閥門企業面前的難題。而生產信息無法及時掌握，導致生產調度困難、交期難以承諾等連鎖反應。針對上述痛點，企業需要建設提升產品工藝的智能化檢測方法、建立生產質量控制和追溯能力，建設供應鏈協同機制，構建千兆光網承載底座，幫助企業實現數字化轉型，提升綜合競爭力。4

81、.5.1部署視覺檢測，提升產品工藝閥門生產需要重點關注產品的工藝控制。閥門生產具有多批次、小批量、高品質的要求，以壓力閥產品為例，壓力閥產品線具有多項定制參數，并需要多道生產工序，專業的閥門生產企業需要建立基于每道生產工序的特定檢測程序，以保證整條產線輸工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）45入物料與輸出正品完全對應，所有過程次品即使返工實施“零報廢”。圖 24 泵、閥門及類似機械制造企業部署的機器視覺生產工序檢測系統示例圖機器視覺是閥門用于生產檢測的重要手段，圖 24 是采用機器視覺進行生產工序檢測的示例圖，檢測手段主要采用高清相機對產品生產過程中的不同部位進行拍攝，通過高清圖

82、像分析進行質量檢測，在高度柔性產線的條件下，生產節拍在理想情況下低于95秒。檢測產生的高清圖像在檢測進行過程中瞬時可以產生高達1G 的圖像數據。部署千兆光網，提供大帶寬的數據承載能力和低時延的傳輸，將高清圖像數據快速傳遞到檢測服務器，服務器完成檢測結果后通過總線協議控制現場設備，合格品進入下一道工序，次品進入返工流程，全面提升產品工藝水平。4.5.2建立生產質量控制和追溯能力閥門生產制造過程如焊接、試壓等封閉式生產操作對設備參數有嚴格的標準化要求，傳統的人工輸入方式難以追溯作業全過工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）46程，還容易出現因參數錯誤或記錄不全而導致的質量問題，從而影響

83、產品合格率和成品率。圖 25 泵、閥門及類似機械制造企業生產質量控制追溯示例圖 25 是建立的生產質量控制追溯管理示意圖，通過千兆光網承載并采集閥門生產環節的質量數據，搭建“生產設備監測平臺”，實時回傳設備關鍵參數和生產數據進行分析，建立統一的質量追 溯管理平臺，可視化呈現產品生產各環節的質量數據給工作人員，幫助現場工作人員對生產工序如如焊接、試壓等流程進行監管。此外，還可以依托網絡下發工業參數，如焊接工藝參數、試壓參 數等至機臺，減少人工干預，提升工藝質量、提高對生產設備的 管控力度，形成工序結果的智能判定和工序過程的追溯。4.5.3建立供應鏈協同生產機制傳統閥門企業的生產過程協同只能在企業

84、內部各個部門之間、不同車間之間實現小范圍協同。通過網絡打通供應鏈、客戶關系、生產制造、企業資源等信息系統，打通企業上下游的信息壁壘，建立信息共享平臺，形成協同生產機制。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）47圖 26 泵、閥門及類似機械制造企業供應鏈協同生產模塊示意圖圖 26 是閥門制造企業供應鏈協同生產模塊示意圖，建設千兆網絡賦能，將生產過程協同擴大到了全供應鏈條甚至是跨供應鏈條上，實現生產過程資源優化配置、優化供應流程、共享供應及生產信息、標準化供應鏈物流的作用。最大化供應鏈價值，提高企業的綜合競爭力。4.5.4構建工業PON 千兆光網承載底座為滿足閥門制造企業的轉型需求，建

85、設千兆光網賦能企業的生產制造工藝的提升、質量控制和追溯體系的建立、供應鏈協同生產機制的實施，實現閥門企業生產制造數字化升級。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）48圖 27 泵、閥門及類似機械制造企業千兆光網的整體建設方案圖 27 是泵、閥門及類似機械制造企業建設千兆光網的整體建網拓撲圖，采用工業 PON 技術。其中生產車間級采用兩套 OLT設備互為主備，采用 TYPE C 手拉手的組網方式，為光鏈路提供雙歸屬的冗余保護，以滿足工廠內網絡的生產制造可靠性要求。在生產現場，通過工業 ONU 的數采能力連接各類閥門生產的數字機床、用于質檢的高清相機等設備，對于產線有線連接無法覆蓋的位

86、置，可以采用無線方式接入終端設備。OLT 北向連接電子化看板，MES等企業信息化系統，打通生產現場與信息化系統間的數據通道。針對泵、閥門及類似機械制造企業的業務特點，工業 PON 采用多協議兼容、遠端設備供電、融合組網解決方案，構建優質的光網絡承載底座。（1）多協議兼容在工業PON 網絡中部署具有數據采集能力的 ONU 設備，作為工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）49生產數據采集接入設備安裝于閥門制造產線數字機床附近，針對閥門制造中各種數字化設備接口靈活提供 FE、RS232、RS485 等接口接入，實現各類數字化生產設備接入和生產現場多協議兼容承載。此外在生產制造車間的數據采

87、集中，工業級 ONU 也可以連接廠區已有的數據采集網關、或通過 RS232、RS485 與開關量數據采集設備連接，將采集數據通過工業 PON 系統快速傳送到上層系統，完成數字化所需的各種數據分析和決策工作。（2）遠端設備供電部分閥門的生產制造車間產線分布多呈長方形，遠端的數采網關會存在供電困難的情況，通過部署光電混合纜可以為遠端設備供電，光電混合纜集成了光纖和饋電線于一體，解決了光纖通信和設備用電的問題，并且傳輸的光信號與電信號不會發生相互的干擾現象，既保留了普通光纖的傳輸特性還能滿足輸電電纜的相關要求，降低網絡布線的工作量和施工難度。（3）融合組網通過工業 PON 系統對閥門制造車間生產線的

88、 RFID 數據、AGV物流小車等各類設備提供無線網絡接入能力，利用工業 ONU 集成Wi-Fi6 的無線覆蓋能力，或通過千兆接口連接專用的 AP 設備提供廠區的無線網絡覆蓋能力，實現有線無線的融合組網。4.64.6通用儀器儀表制造領域通用儀器儀表制造領域通用儀器儀表制造企業當前遇到的痛點難點主要集中在通用儀器儀表制造企業當前遇到的痛點難點主要集中在以下三以下三個方面個方面：工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）50 缺乏生產制造質量追溯機制缺乏生產制造質量追溯機制 企業信息化程度較低企業信息化程度較低 缺乏數字化的生產管理模式缺乏數字化的生產管理模式（1）缺乏生產制造質量追溯機制

89、國內通用儀器儀表企業的產品制造種類豐富，但高端產品依然依賴進口，高端產品質量相比國外同類產品仍有待提高。企業需要對產線進行數字化升級，建立產品制造質量追溯機制，從而做到產品質量可控，并逐步提升。（2）企業信息化程度較低隨著制造企業向“制造+服務”型企業的轉變，通用儀器儀表制造企業也希望通過不斷引進創新技術，降低生產過程中對人的技能依賴。但企業的整體信息化能力不強，已建立的子系統數據不能有效整合，無法根據現有數據對企業生產進行統籌決策。（3）缺乏數字化的生產管理模式通用儀器儀表制造業行業規模不大，但生產制造技術含量高，需要高效的生產管理能力，并對生產智能化有強烈訴求，目前國內以中小企業為主，缺乏

90、流程化，數字化的生產管理模式。針對上述痛點，企業需要建設全流程的生產質量追溯機制、完善企業的信息化水平，構建千兆光網承載底座，幫助企業實現數字化轉型，提升綜合競爭力。4.6.1建立生產質量追溯機制建設千兆光網，承載通用儀器儀表生產過程質量追溯數據。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）51通過將光纖網絡延伸到生產現場，接入生產線安裝的大量傳感器，如溫度、壓力、熱能、振動和噪聲探測器等，將生產現場數據傳到企業內網的邊緣計算單元進行分析處理?；诖髷祿⒔y一的質量追溯系統，通過數據對生產流程進行分析，當某個流程偏離標準工藝要求時，及時報警預判，并在質量追溯系統上可視化顯示。此外系統可

91、以自動匯總質量數據信息，并利用在線檢測方法如在線統計過程控制（SPC）等數據，輔助實現生產質量的全程追溯。圖 28 是通用儀器儀表企業生產質量追溯示意圖。圖 28 通用儀器儀表制造企業的生產質量追溯平臺能力4.6.2完善企業的信息化管理水平通用儀器儀表企業當前信息化水平有待提高，需要逐步建立完善企業內部的 ERP 系統、MES 系統、WMS 系統、PLM 系統等。依托千兆光網提供穩定可靠的網絡連接，互聯互通各個信息化系統，形成信息化模塊間的有效數據流動，實現對銷售端、生產端、研發端、倉儲物流信息的統籌管理。通過網絡互通，產線的設備側可以實時接收MES 系統下發的生產任務指令，執行過程中系統自動

92、采集過程管理數據并上報。當批次生產任務完成后，借助網絡低時延的實時響應能力，系統會指揮 AGV 車輛來產線搬運貨品。信息化管理工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）52數據通過部署在車間的顯示大屏和后臺管理端可視化顯示，可以查看產線實時運行的數據信息，如圖 29 所示。如有需要，也能夠向上級管理部門或合作企業開放網絡接口，建立數據信息共享機制。圖 29 通用儀器儀表制造企業的車間顯示大屏示意圖4.6.3構建工業PON千兆光網承載底座通過部署千兆光網承載控制信息，企業可以遠程控制機器、實時查詢生產狀態，結合數據分析應用，企業可以實現了對生產過程的智能化控制調度、狀態監控預判等，增強了

93、生產過程透明度，提升了企業制造運營管理水平。圖 30 是通用儀器儀表制造企業部署千兆光網和 5G 網絡的融合組網建設方案，采用工業PON 技術。通過在企業生產網內的部署一張工業PON 網絡，承載生產、辦公、倉儲等多個管理域的不同類型業務。提升異構工業網絡互通能力，利用工業 PON 技術將存在于生產現場的 OT 網絡與企業IT 的網絡互聯互通，實現MES通過IT 網絡管理、無縫對接物聯自動化整表生產線。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）53圖 30 通用儀器儀表制造企業部署工業PON 和5G 網絡的融合組網建設方案此外在車間網絡，通過工業 PON 互聯企業的各個管理信息化模塊，實

94、現各個模塊間的數據流動。在生產現場，對采用有線接入的設備進行模組化/DTU 升級改造，建設從管理到生產現場的全光連接。根據生產經營的需要，企業可以同時部署 5G 網絡滿足生產制造中的移動終端接入。并根據實際生產流程情況，通過5G SA 切片虛擬專網實現業務接入。使不同類型的網絡數據在同一企業內高效融合承載，提升工廠協同生產能力。針對通用儀器儀表制造企業的業務特點，工業 PON 采用融合組網、低時延確定性技術解決方案，構建優質的光網絡承載底座。（1）融合組網針對部署“雙千兆”的通用儀器儀表企業，企業內網的建設以工業PON 網絡為主，接入對上行大帶寬需求高及時延可靠要求高的業務，如通用儀器儀表生產

95、現場的數采業務等。5G 無線網絡為輔，用于接入有移動性的業務需求。5G 核心網與運營商網絡共工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）54享，UPF 下沉部署到企業工廠機房內，工業數據業務通過 UPF分流至MEC，MEC 作為企業內部的數據中心。工業 PON 網絡的數據通過OLT 連接到MEC，形成固移業務數據的融合處理。此外工業PON 與5G 網絡可以互為備份，提升網絡可靠性，未來還將會出現互備份設備和雙模接入設備。（2）低時延確定性為使網絡時延、確定性達到工業現場設備數采和實時生產監測數據傳輸的要求，工業 PON 采用低時延確定性技術，并可以支持工廠現有的低時延確定性技術如 TSN

96、 等信號的傳輸，優化儀器儀表流程性生產中上下工序的銜接效率。并在工業 PON 網絡管理層面引入時延感知和時延參數端到端配置能力，根據業務質量請求，結合反饋的網絡特性進行計算并下發端到端配置實現低時延確定性的智能化按需配置，滿足各類應用場景對于網絡性能的差異化需求。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）555建設路徑建設路徑千兆光網的建設應以企業整體規劃為牽引（建立領先的數字化發展戰略），采用分層級、分模塊、分階段的推進方式，通過不斷總結經驗，推動企業的數字化建設“螺旋式”上升。將千兆光網作為企業網絡基礎設施，承載企業 IT 化數據，幫助企業應用 PaaS、SaaS 等相關服務，自研

97、或定制企業生產、物流倉儲、管理等方面的智慧應用軟件，實現一張光網打通企業的IT 與OT 域，快速提升企業的數字化能力。工業制造企業可以根據自身的實際情況分三個階段進行建設：（1）構建千兆光網的信息化底座，滿足企業未來一段時間的數字化建設需求?；诠I PON 基座上，根據用戶的需求，循序漸進，優先建設局部的信息化/數字化子系統，實現業務的快速部署和上線。（2）完善企業的數字化子系統的各個信息化模塊，根據行業生產制造的特點按需開通ERP、MES、PDM、SRM、WMS 等信息管理模塊，各個業務部門實現網絡和數據流覆蓋，利舊企業已有的軟硬件平臺，降低綜合部署成本。減少新舊平臺下的軟件切換，降低安全

98、風險，維持用戶使用習慣，逐步提升用戶體驗。（3）打通企業數字化的各個子系統，形成數據實時互通。升工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）56級自動化生產線、整合企業內外部供應鏈實現智能物流等，部署應用數據大屏，形成信息的統一管理和便捷性呈現機制。建立基于數字化的生產調度機制，可以根據實際需求的定制化生產，企業效益可預期。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）576規劃設計規劃設計千兆光網在工業制造企業內的規劃設計需要考慮企業基礎設施建設情況、接入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。面向工業制造企業建網，千兆光網的典型組網技術是工業

99、PON 技術。圖 31 是工業PON 總體網絡拓撲結構圖，在工業企業或園區部署工業 PON 網絡，其設計與規劃的重點包括組成工業 PON 的光纜網 ODN 網絡規劃設計以及工業 PON 設備部署位置規劃等。用戶側圖 31 工業PON ODN 總體網絡拓撲結構OLT機房光纖匯聚點分光點辦公樓宇寬帶業務場景(典型應用舉例)光纜分光分纖盒光分路器設備光分路器設備等分二級分光一級配光纜二級配光纜內置一級光分路器廠房/車間工業數工業PON OLT等分一級分光光纜分光分纖盒主干光纜一級配光纜光非等分級聯工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）586.16.1ODNODN 網絡規劃網絡規劃（1）資

100、源規劃：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。對于主干和配線光纜：設置一級光分路器的光纜配纖設備，其上聯主干光纜容量應滿足一級光分路器終期需求數量，并預留20%左右的備用纖芯，且向上選用 6 芯、12 芯、24 芯、48 芯光纜；設置二級光分路器的光纜配纖設備，其上聯配光纜容量應按業務終期時光分路器的安裝數量來配置，并預留 1 芯備用光纖，一般情況下為 26 芯光纜。對于引入光纜：工廠生產車間等有特殊環境需求的場景下，引入光纜原則上采

101、用黑色護套的自承式蝶形引入光纜，以增加光纜的機械強度。工業園區辦公樓宇等無特殊環境需求的場景下，引入光纜原則上采用白色護套的蝶形引入光纜；沿建筑物外墻和架空布放的引入光纜應采用黑色護套的自承式蝶形引入光纜，以增加光纜的機械強度。原則上工業 PON 網關（工廠/工業園區生產車間）和政企網關（工廠/工業園區辦公區域）部署節點敷設 1 芯引入光纜，有雙上聯光纖/光纜保護等特殊需求的節點敷設 2 芯引入光纜。對于有擴容需求的，可按需增加敷設引入光纜的芯數。（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，一般不推薦設工業制造企業千兆光網建設指南白皮

102、書（2022 年）59置光交箱。（4）光分路器規劃：光分路器端口的配置數量應符合薄覆蓋的建設原則，綜合考慮光分路器的形態，通過逐步增加光分路器模塊或預端接光分路器設備的數量來實現端口的擴容。（5）光網拓撲規劃：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。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 分光。對于工業 PON 覆蓋區域用戶密度低且離散分布的場景光分配網（ODN）也可以為總線型拓撲，采用多級非等分分光方式，采用 1：9 非等分分光時同一鏈路上串聯最多 4 個光分路器,采用 1：5 非等分分光時同一鏈路上串

103、聯最多 5 個光分路器。（6）特殊場景配置規劃：對于有快速建網、免熔接即插即用需求的應用場景可以采用預端接產品。如有防水、防塵以及防腐蝕等特殊防護需求場景，還可以采用室外型預端接產品。依據為GB 4208-2008/IEC 60529-2001外殼防護等級（IP 代碼）標準要求，工業PON ODN 采用室外型預端接設備應符合 IP68 等級標準，即完全防止外物及灰塵侵入，以及無限期沉沒在指定的水壓下，可確保不因浸水而造成損壞。（7）終端供電線纜規劃：當工業 PON 網關部署位置沒有供電的情況下可以采用光電混合纜同時為終端提供光信號和直流電。（8）冗余保護鏈路規劃：工業 PON ODN 網絡的樹

104、形拓撲和工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）60總線型拓撲均可通過主備鏈路保護倒換方案進行增強，以提供工業場景所需的網絡可靠性。其中典型的鏈路保護方案是樹形拓撲的Type B、Type C，以及總線型拓撲的手拉手保護。6.26.2設備部署位置規劃設備部署位置規劃6.2.16.2.1OLTOLT 設備部署位置設備部署位置工業 PON 的 OLT 設備通常是 19 英寸寬，可安裝于 19 英寸機柜中。OLT 在部署上可分為分布式部署和集中式部署：（1）分布式部署是指 OLT 分散在工業企業或園區的不同建筑內，實現部分建筑內信息節點的覆蓋。（2）集中式部署是指OLT 集中部署在企業或園

105、區核心機房內，工業企業其他位置不再放置OLT 設備，只放置分光器設備，核心機房的OLT 通過光纖連接到各個建筑物內的分光器，提供區域業務的接入功能?？紤]到減少管理節點，方便運維，推薦采用OLT 集中部署的方式，OLT 設備和核心交換機都放置在園區的核心機房內。6.2.26.2.2工業工業 ONUONU 的部署位置的部署位置工業 PON 的ONU 按照尺寸及安裝方式，也可分為機架式 ONU，盒式ONU 和面板 ONU 等。（1）機架式 ONU機架式ONU 通常為 19 英寸寬，提供較多的接口，一般應用于大量信息點接入的場景，可安裝于房間內或弱電間內的 19 英寸機柜內。工業制造企業千兆光網建設指

106、南白皮書（2022 年）61機架式 ONU 通常安裝在弱電間的 19 英寸機架上，提供 GE 的以太網端口，滿足電梯間、走廊等稀疏場景的信息點覆蓋（由于通常是接電梯間、走廊等的 Wi-Fi AP 或者攝像頭，可以按需提供 POE 功能）。（2）盒式ONU工業 PON 網中，盒式 ONU 使用是最多的。盒式 ONU 也分為 4口 GE 或者 8 口GE，有部分盒式ONU 還可以提供POE 的功能，有部分盒式ONU 也可以提供 POTS 接口功能。盒式 ONU 通常是安裝在信息箱內，信息箱采用暗裝的方式安裝于墻內；可根據信息箱內安裝的 ONU 的端口數及個數選擇不同尺寸的信息箱。但如在開放型辦公室

107、場景，也可考慮將 ONU 安裝于家具內。（3）面板ONU通常情況下，面板 ONU 安裝于辦公桌邊，直接替代原 86 盒的信息插座，提供 GE 或者POTS 接口。需考慮光纖和電源的預留。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）627運營模式運營模式千兆光網是通信領域建設和應用的網絡技術，運營商具備專業的運營人員、運營經驗和運營工具，以確保大規模、大體量、甚至突發狀況下千兆光網的穩定運行能力。隨著工業領域采用千兆光網建設工業園區網絡或者生產網絡/安防網絡/辦公網絡等子網，工業企業 IT 運維技術人員需要了解、熟悉和掌握千兆光網的日常運維管理，參照企業 IT 運維的模式、思路和工具特點，

108、需為其提供千兆光網的可視化管控界面，解決企業日常自主管控內部網絡的需求，提升企業網絡管理的能力和時效性。工業企業運營千兆光網，需實現企業對內部網絡的性能監控、網絡告警、智能切片管理、業務配置管理和網絡設備運行管理等功能。一方面配合企業數字化實施，將實時網絡狀態信息與工業數采、生產業務系統、工業應用管理等內容按需逐步統一分析和展示。另一方面結合工業企業采用多種網絡技術（如:工業 PON、5G、工業以太、工業 Wi-Fi 等等）和多類型接入終端設備（如：機床、AGV 小車、手持終端、工業相機、攝像頭等等）的現狀，構建面向工業企業的融合網絡管控能力和動態實時分析企業端到端網絡運行狀態。目前有三種運營

109、模式，即企業自運維模式、運營商代維模式、企業+運營商混合運維模式。工業企業根據自身 IT 運維能力和對網絡運維要求來選擇其中一種模式。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）63（1）自運維模式：企業獨立部署千兆光網自服務平臺，企業IT 維護人員使用該平臺監控企業日常網絡運行狀態和處理網絡運行告警，在需要新增業務和刪除業務時進行相關的網絡配置。這種模式可以做到企業專網專用專管，做到業務數據和網絡信息數據均不出工廠，企業自主靈活管控能力強，運維管理的效率高。（2）運營商代運維模式：運營商與企業簽約千兆光網的運維服務，按照簽約服務要求提供對應的網絡運維服務，將網絡運行數據通過專線對接到運

110、營商管控系統，或者采用線下人工服務的方式當企業網絡出現故障告知運營商運維人員上門修復。這種模式可以讓企業輕松用網無需匹配網絡管控運維人員，也無需部署網絡管控平臺，但企業網絡運行數據需出工廠，且靈活性和運營效率較低。（3）企業+運營商混合運維模式：企業使用網絡過程中區分日常網絡管理和專業網絡配置管理兩類，對于日常網絡管理難度低可以由企業自己運維，對于專業網絡配置管理交由運營商提供專業服務。這種模式可以降低企業運維網絡難度，企業只需部署輕量管控平臺能力，但企業部分網絡數據需出工廠，靈活性和運營效率比企業自運維方式低，但比運營商代運維模式要高。工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）648

111、縮略語縮略語5G第五代移動通信技術5thGeneration MobileCommunicationTechnologyAGV自動導引運輸車Automated Guided VehicleAI人工智能Artificial IntelligenceAP接入節點Access PointAR增強現實Augmented RealityBOM物料清單Bill of MaterialsCAD計算機輔助設計Computer Aided DesignCAM計算機輔助制造Computer AidedManufacturingCAPP計算機輔助工藝過程設計Computer Aided ProcessPlannin

112、gCNC計算機數值控制Computer Numerical ControlCRM客戶關系管理Customer RelationshipManagementDCS分布式控制系統Distributed Control SystemDTU數據傳輸單元Data Transfer unitEPON以太網無源光網絡Ethernet Passive OpticalNetworkERP企業資源計劃系統Enterprise ResourcePlanningFTP文件傳輸協議File Transfer ProtocolFTTH光纖到家Fiber To The HomeGE千兆以太網Gigabit Ethernet

113、GPU圖形處理器Graphics Processing UnitHMI人機接口Human Machine InterfaceI/O輸入/輸出Input/Output工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）65IOT物聯網Internet of ThingsIT信息技術Information TechnologyMDM移動設備管理Mobile Device ManagementMDU多用戶居住單元Multiple Dwelling UnitMEC多接入邊緣計算Multi-access Edge ComputingMES制造執行系統Manufacturing ExecutionSyste

114、mMQTT消息隊列遙測傳輸MessageQueuingTelemetryTransportNFV網絡功能虛擬化Network FunctionVirtualizationODN光配線網絡Optical DistributionNetworkOEE設備綜合效率Overall EquipmentEffectivenessOLT光線路終端Optical Line TerminalONT光網絡設備Optical Network TerminalONU光網絡單元Optical Network UnitOT運營技術（操作技術）Operational TechnologyPaaS平臺即服務Platform

115、as a ServicePC個人計算機Personal ComputerPCB印制電路板Printed Circuit BoardPDA掌上型電腦Personal Digital AssistantPDM產品數據管理Product Data ManagementPLC可編程邏輯控制器Programmable LogicControllerPLM產品生命周期管理Product LifecycleManagementPoE有源以太網Power over EthernetPON無源光纖網絡Passive Optical NetworkPOTS普通老式電話服務Plain Old Telephone S

116、ervicePPI點對點接口Point to Point InterfaceQoS服務質量Quality of Service工業制造企業千兆光網建設指南白皮書（2022 年）66RFID射頻識別Radio FrequencyIdentificationRTU遠程終端控制系統Remote Terminal UnitSA獨立組網StandaloneSaaS軟件即服務Software as a ServiceSCADA數據采集與監視控制系統Supervisory Control And DataAcquisitionSLA服務等級協議Service Level AgreementSMT表面貼裝技術

117、Surface Mount TechnologySNI業務節點接口Service Node InterfaceSOP標準作業程序Standard Operating ProcedureSPC統計過程控制Statistical Process ControlSPI串行外圍設備接口Serial Peripheral InterfaceTCP傳輸控制協議Transmission ControlProtocolUNI用戶網絡接口User Network InterfaceUPF客戶前置終端設備Customer Premise EquipmentVLAN虛擬局域網Virtual Local Area NetworkVR虛擬現實Virtual RealityWCS倉庫控制系統Warehouse Control SystemWi-Fi無線保真Wireless FidelityWMS倉庫管理系統Warehouse Management System