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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶來大帶寬需求 華為加碼“工業(yè)光網(wǎng)”

http://m.007sbw.cn 2020-12-16 15:30 來源:中國經(jīng)營報(bào) 李甜

李漢國,華為全光場景創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室(英文簡稱:iLab)主任。長著一張“娃娃臉”的他,已經(jīng)在華為工作20年。iLab實(shí)驗(yàn)室是華為22個(gè)對(duì)外開放的實(shí)驗(yàn)室之一。

今年,李漢國領(lǐng)導(dǎo)該實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)推進(jìn)“工業(yè)光網(wǎng)”項(xiàng)目,這是iLab繼Cloud VR/AR、FTTR全光WiFi之后,又一個(gè)創(chuàng)新孵化項(xiàng)目。

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(jìn)入工業(yè)企業(yè)中,重點(diǎn)將可編程邏輯控制器(英文簡稱“PLC”)以下、以下的網(wǎng)絡(luò)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(xì)、不發(fā)熱、抗電磁干擾、帶寬潛能大等優(yōu)勢(shì),提供更好的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制。工業(yè)光網(wǎng)也是華為F5G“全光網(wǎng)絡(luò)”向工業(yè)領(lǐng)域?qū)ふ业降囊环N應(yīng)用方案。

目前,工業(yè)網(wǎng)絡(luò)仍然以銅質(zhì)網(wǎng)線為主。有研究者稱,“工業(yè)領(lǐng)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(qiáng),依賴工控廠家集成、系統(tǒng)封閉等問題。”讓光纖入局,改善工業(yè)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀,趨勢(shì)性與創(chuàng)收空間可觀,近年,產(chǎn)學(xué)研端持續(xù)探討出路,相關(guān)說法還有“光進(jìn)銅退”“銅換光”。

“把我們這么多年做通信技術(shù)、近10來年做消費(fèi)電子的經(jīng)驗(yàn)和技能,往工業(yè)上去適配。” 近日,李漢國對(duì)《中國經(jīng)營報(bào)》記者說。在業(yè)內(nèi),除了華為,中興、烽火通信等公司對(duì)此方向也展現(xiàn)出興趣。

瞄準(zhǔn)工藝操作與參數(shù)控制需求

國務(wù)院參事徐憲平主編的《新基建 數(shù)字時(shí)代的新結(jié)構(gòu)性力量》提到,在工業(yè)上,不同的業(yè)務(wù)和場景對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求差異很大。

目前,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)應(yīng)用場景總體可分為三大類:其一,用于運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器人、流程閉環(huán)控制的時(shí)延敏感型(低時(shí)延)應(yīng)用。其二,用于圖像檢測(cè)、監(jiān)控、掃描的帶寬消耗型(大帶寬)應(yīng)用。其三,用于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控的海量連接型(多連接)應(yīng)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(luò)考慮范圍。

李漢國向記者介紹,華為將工業(yè)光網(wǎng)細(xì)分為五種網(wǎng)絡(luò):帶寬專線,使用較少;工業(yè)OTN,在部分對(duì)網(wǎng)絡(luò)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(luò),價(jià)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(jī),小部分行業(yè)用來做光參量的測(cè)量和傳感。

其中,工業(yè)PON和工業(yè)光總線技術(shù),與工業(yè)裝備的生產(chǎn)運(yùn)行聯(lián)系緊密,成為項(xiàng)目推進(jìn)重點(diǎn)。兩者技術(shù)本質(zhì)都為工業(yè)PON技術(shù),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(shù)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(diǎn)。

李漢國介紹,在工業(yè)智能化中,機(jī)器視覺是一種正在被規(guī)模化使用的技術(shù),對(duì)帶寬要求較高。

機(jī)器視覺技術(shù)本身會(huì)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(jìn)。第二種,將所有原始數(shù)據(jù)文件上傳到云,供AI訓(xùn)練用。

機(jī)器視覺分為兩維型和三維型,三維更加先進(jìn)。以電子制造業(yè),識(shí)別印制電路板為例,使用三維機(jī)械視覺識(shí)別率更高,但同時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的信息,占用更多帶寬。現(xiàn)實(shí)中,有工廠因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)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(kuò)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(duì)帶寬需求也很大。

李漢國介紹,這類工廠,對(duì)不同的生產(chǎn)對(duì)象有不同的工藝文件,工藝文件因?yàn)榘芏嘈畔⑺员旧磔^大。在更換生產(chǎn)任務(wù)時(shí),需要上下載新的工藝文件。比如印制電路板,會(huì)根據(jù)不同的電路板進(jìn)行精準(zhǔn)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(duì)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(yùn)行,這一流程通常占用5分鐘~35來分鐘工時(shí),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(shí)間增加。

李漢國說,“以前覺得百兆千兆就夠了,現(xiàn)在機(jī)器視覺出來以后,與別的一些更高級(jí)的AI出來以后,帶寬就不夠了。”

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