解读《智慧鞋厂F5G全光网络应用技术蓝皮书》，打造智慧鞋厂新体验

2023-05-26

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赵艳玲

机械工业仪表综合技术经济研究所传感器与网络中心副主任

随着制造企业数字化转型的不断深入，“智慧鞋厂”、“黑灯鞋厂”等概念被提出。 其实质是依靠ICT技术的不断提升，实现鞋厂的数字化、网络化、无人化、智能化。 改变。 2023年5月，由中国勘察设计商会联合ONA联盟等机构发布行业首部《智能鞋厂F5G全光网络应用技术蓝皮书》（以下简称蓝皮书）在F5G产业论坛和ONA年度峰会上。 本蓝皮书定义了智能鞋厂F5G全光网络的应用架构和设计原则，致力于推广F5G在智能鞋厂建设中带来的巨大价值和新体验，推动提升智能鞋厂F5G全光网络生态标准。

F5G全光网络具有架构简单、可靠性高、运维智能化等特点。 与传统工业网络相比，F5G全光网络采用扁平化的二层架构，减少了凝聚层。 增加了网络层级，让整个鞋厂网络更加便捷。 另一方面，传统园区的末端主要以网线布线为主，而F5G全光网络以光纤为主。 建设成本和部署效率都有显着改善。

蓝皮书包括智能鞋厂网络建设的趋势与挑战、F5G全光网络解决方案介绍、设计参考、案例说明等内容。 系统阐述了智能鞋厂F5G全光网络及设计原则，包括业务规划、网络架构设计、综合布线设计、光分路器/ONU安装部署设计、设备选型建议等。同时，提供F5G全光网络在智慧鞋厂的应用案例，包括光伏/半导体制造、整车制造、重工制造、医疗制造等行业场景的应用案例。

蓝皮书分为六个部分：第一是智能制造的发展趋势； 二是智慧鞋厂网络化建设的趋势与挑战； 三是智能鞋厂F5G全光网络定义及技术优势； 四是智能鞋厂F5G全光网络网络设计； 五是F5G智能鞋厂F5G应用案例； 六是智能鞋厂F5G全光网络生态建设。

智能制造的发展趋势：

我国智能制造发展进入了从前期普及理念、试点示范阶段到推进试点示范、加码供需两端、多方协同推进的新阶段。 未来网页设计制造，智能制造将朝着低碳化、IT与OT融合的方向发展。 一方面，中国提出了“双碳”目标，力争2030年前达峰，力争2060年前实现碳中和。智能制造作为先进生产力的代表，与“双碳”息息相关。 未来，制造企业将利用大数据、人工智能、物联网等技术，在智慧园区建设以智能制造为核心驱动的能效管理系统，对设备煤耗信息进行统计分析，环境信息和运营信息，并得出与能源生产相关的结论。 与消耗和能源滞后效率相关的决策数据和信息，帮助管理者了解历史和当前的能源使用情况，预测未来的煤炭消费趋势，协助管理者制定正确的能源滞后改善策略，实现多能源、多业态、多元-用户综合管理。 另一方面，随着数字时代的发展，实现了软件化，形成了大量的数据。 这些数据分为两类：IT 数据和 OT 数据。 基于数学实体的基本状态，可以融合两类数据，建立完整的设施、设备和产品数字孪生模型，覆盖从接单、制造生产到出货监控全过程，实时检测，也可以实时应用于数字世界，提前预测未来可能发生的业务变化，做出数据驱动的决策，提高智能制造的敏捷性。

智能鞋厂网络建设的趋势与挑战：

智慧鞋厂需要通过统一的智能云平台建设数字化基地，将鞋厂所有系统统一部署在云平台上。 业务云化已成为重要趋势。 传统鞋厂数字化水平不高，各系统往往独立运作。 本地部署各种服务器，各个子系统组成一个网络。

随着制造业数字化水平的不断提升，越来越多的制造企业开始采用云服务。 工厂内的所有终端设备都需要到数据中心节点访问服务器。 鞋厂网络的流量模型由原来的东西向流量（横向流量）演变为南北向流量（纵向流量）。 . 业务的云化、架构的改变、系统的统一、新应用的加入，都对智能鞋厂网络提出了新的挑战。 业务快速部署和持续演进的基础网络。

不仅是业务的云化，WLAN的应用和简化网络运维的需求也对传统工业网络提出了新的挑战。 传统园区鞋厂部署的Cat5、Cat6铜缆（网线）面临带宽困境，难以支持百米距离的千兆带宽传输。 都需要换成支持千兆的Cat6A及以上网线。 如果以后升级到Wi-Fi7，又要重新更换线缆，整体WLAN升级AP传输网络布线改动工作量会非常大。传统鞋厂的子系统是独立的，它们是单独联网，导致整个鞋厂一般有多个水塔网络。 网络规划没有统一的框架，多级网络设备级联导致网络冗余。 ，施工/维护工作量将成倍减少，对维护人力需求量大

智能鞋厂F5G全光网络定义及技术优势：

F5G是第五代固网，以全光网络技术为支撑，在带宽、连接数、网络体验等方面实现跨越式发展。 F5G全光网络应用于智能鞋厂场景，以多模光纤为介质，采用10G GPON（兼容GPON）和Wi-Fi6建立基于第五代的校园网。一代固定接入技术，主要包括光线路终端OLT、无源光分配网络ODN、光网络单元ONU等，可统一承载工业生产控制数据、生产现场感知数据、视频监控数据、办公数据、语音通话数据等，具有结构简单、变更方便、智能运维、可靠性高等特点。

所谓精简架构，就是F5G智能鞋厂具有网络扁平化的优势。 在整个架构中，采用无源光分路器替代原有的有源聚合开关设备，减少了聚合层。 无源光分路器不需要电源，可以部署在任何位置。 可考虑取消或缩小强电之间的空间，提高建筑空间的利用率。

高可靠性主要来自于F5G全光网络是否可以提供TypeB或TypeC保护方式，即如果光纤或设备出现问题，TypeB或TypeC会手动触发网络保护，无需人工干预实现链路服务手动交换。 同时，设备的抗电磁干扰、宽温度范围、数据加密能力也为鞋厂网络提供了更强的保护。

最后，由于OLT设备实现了ONU设备的集中管理，OLT设备或网管设备可以支持全网数据的快速采集和处理，网管设备可以控制全网的分布。 采集、展示、快速处理部署状态、告警状态、健康状态等各种报表，实现对整个园区网络的实时故障检测和高效管理网页设计制造，保障业务实时在线。

智能鞋厂F5G全光网络设计：

F5G为智慧鞋厂园区的生产网络、视频监控网络、办公网络提供了全新的解决方案。

生产网络一般独立建设，接入层到核心层的网络设备和光纤链路与办公网、视频监控网的网络设备化学隔离，保证网络的独立性和可靠性。最大程度的生产网络。 性，安全。 生产网络、办公网络和视频监控网络之间通过防火墙进行通信。

蓝皮书针对不同场景，从网络架构、布线设计、设备选型等方面进行了详细描述。

F5G智能鞋厂F5G应用案例：

F5G智能鞋厂已在行业广泛应用，广受好评。 目前已覆盖半导体电子、车载兵器、轻工等多个行业。 蓝皮书列举了10个典型案例，为F5G在行业的进一步应用打下了坚实的基础。

智能鞋厂F5G全光网络生态建设：

从产业链来看，中国企业具备自主研发全光网络端到端产业链（包括光模块、光器件、光芯片、光纤等）的能力，其竞争力非常强。

最后，《白皮书》还介绍了目前F5G全光网络的主要厂商。 目前，在F5G全光网络产业中，以华为、诺基亚贝尔、长飞为代表的设备供应商正在积极布局和推广各自的F5G全光产品。 在行业下游应用方面，以制造、医疗、教育、交通等行业为代表的智慧园区网络建设将是F5G全光网络的重点应用领域。

随着万物互联的发展趋势，数据中心、专线、家庭、制造业、办公园区等场景的连接数将成倍减少。 随着全球连接数的进一步减少，F5G网络将推动光纤网络覆盖部署的进一步延伸，延伸到企业的每一个场景，延伸到企业桌面，延伸到鞋厂的机器设备，并且还将覆盖每个数据中心。 最后去广联万物。

蓝皮书下载链接：