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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶來大帶寬需求 工業(yè)光網(wǎng)未來發(fā)展方向

2021-02-02 09:45:09 admin 56

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶來大帶寬需求 工業(yè)光網(wǎng)未來發(fā)展方向

   光網(wǎng)一般是指光纖網(wǎng)。與面向公共的通訊創(chuàng)新“光纖入戶”不同,華為的工業(yè)光網(wǎng)是讓光纖進入工業(yè)企業(yè)中,重點將可編程邏輯控制器(英文簡稱“PLC”)以下、以下的網(wǎng)絡所使用的銅質(zhì)網(wǎng)線改造為光纖,發(fā)揮光纖介質(zhì)輕、細、不發(fā)熱、抗電磁干擾、帶寬潛能大等優(yōu)勢,提供更好的工業(yè)網(wǎng)絡控制。工業(yè)光網(wǎng)也是華為F5G“全光網(wǎng)絡”向工業(yè)領域?qū)ふ业降囊环N應用方案。

   目前,工業(yè)網(wǎng)絡仍然以銅質(zhì)網(wǎng)線為主。有研究者稱,“工業(yè)領域普遍存在連接方式多樣分散、七國八制,帶寬不夠、抗干擾能力不強,依賴工控廠家集成、系統(tǒng)封閉等問題?!弊尮饫w入局,改善工業(yè)網(wǎng)絡現(xiàn)狀,趨勢性與創(chuàng)收空間可觀,近年,產(chǎn)學研端持續(xù)探討出路,相關說法還有“光進銅退”“銅換光”。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

   目前,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)應用場景總體可分為三大類:其一,用于運動控制、機器人、流程閉環(huán)控制的時延敏感型(低時延)應用。其二,用于圖像檢測、監(jiān)控、掃描的帶寬消耗型(大帶寬)應用。其三,用于設備狀態(tài)監(jiān)控的海量連接型(多連接)應用。值得提及的是,華為“工業(yè)光網(wǎng)”思路被納入到工業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡考慮范圍。

   李漢國向記者介紹,華為將工業(yè)光網(wǎng)細分為五種網(wǎng)絡:帶寬專線,使用較少;工業(yè)OTN,在部分對網(wǎng)絡具有高要求的行業(yè)中使用;工業(yè)PON,Passive Optical Network,無源光纖網(wǎng)絡,價格段覆蓋較全,在生產(chǎn)車間中常用;工業(yè)光總線;工業(yè)OXC,即工業(yè)光交叉機,小部分行業(yè)用來做光參量的測量和傳感。

   其中,工業(yè)PON和工業(yè)光總線技術,與工業(yè)裝備的生產(chǎn)運行聯(lián)系緊密,成為項目推進重點。兩者技術本質(zhì)都為工業(yè)PON技術,但華為使用不同稱呼區(qū)分。在工業(yè)生產(chǎn)中,工業(yè)PON用來改造可編程邏輯控制器,即PLC部件以上的生產(chǎn)管理網(wǎng)和生產(chǎn)辦公網(wǎng)。工業(yè)光總線技術用來改造PLC以下的工業(yè)總線。

   目前,PLC以上主要存在帶寬不夠的痛點。李漢國介紹,在工業(yè)智能化中,機器視覺是一種正在被規(guī)?;褂玫募夹g,對帶寬要求較高。機器視覺技術本身會產(chǎn)生兩類文件,比較占用帶寬。第一種是故障品特征文件的傳輸,供分析改進。第二種,將所有原始數(shù)據(jù)文件上傳到云,供AI訓練用。機器視覺分為兩維型和三維型,三維更加先進。以電子制造業(yè),識別印制電路板為例,使用三維機械視覺識別率更高,但同時會產(chǎn)生更多的信息,占用更多帶寬?,F(xiàn)實中,有工廠因為網(wǎng)絡不夠支撐,三維功能因此閑置,繼續(xù)用回二維。這種情況下,需要布線擴容。

   現(xiàn)在,更多工廠擁有“柔性”生產(chǎn)制造能力,柔性生產(chǎn)對帶寬需求也很大。李漢國介紹,這類工廠,對不同的生產(chǎn)對象有不同的工藝文件,工藝文件因為包含很多信息所以本身較大。在更換生產(chǎn)任務時,需要上下載新的工藝文件。比如印制電路板,會根據(jù)不同的電路板進行精準調(diào)整,確保每種不同的電路板有較好的質(zhì)量。如果柔性制造對象是小批量、多批次,那么切換的情況更加頻繁。在現(xiàn)在千兆口情況下,新的生產(chǎn)工藝文件上下載、自檢與試運行,這一流程通常占用5分鐘~35來分鐘工時,但是用萬兆口,或縮減至一兩分鐘,從而留給有效生產(chǎn)的時間增加。

   李漢國說,“以前覺得百兆千兆就夠了,現(xiàn)在機器視覺出來以后,與別的一些更高級的AI出來以后,帶寬就不夠了?!痹赑LC部件以下位置,是各式各樣的工業(yè)總線。比較短,在機器內(nèi)部只有幾十厘米,有時是幾米,痛點在于延時大,“速率低、帶寬不夠、導致大量數(shù)據(jù)沒有辦法報上來,或者說限制信息采集的參數(shù)多少”。李漢國說。

   他舉例,要精確控制某個加工狀態(tài)的話,本來需要報18個參數(shù),但因為帶寬不夠,18個參數(shù)報不過來,在工業(yè)中要么拉長周期,先報8個最緊要的,后面再報10個;要么將部分變化較小的參數(shù)給出一個固定值,只報其余變動較大的參數(shù)。這兩種方式,做出來的產(chǎn)品都能使用,但精度下降。

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