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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邁向新征程|服務定制網(wǎng)絡助力工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

發(fā)布時間:2022-08-04 閱讀量:

2017年11月,《國務院關于深化“互聯(lián)網(wǎng)﹢先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導意見》(以下簡稱《指導意見》)正式印發(fā),成為我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的綱領性文件,為開創(chuàng)我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展新局面指明了方向。近五年來,我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展蹄疾步穩(wěn),成為加快制造業(yè)數(shù)字化轉型和支撐經(jīng)濟高質量發(fā)展的重要力量。為進一步深入推進《指導意見》,本報聯(lián)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺創(chuàng)新合作中心推出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邁向新征程”專欄,邀請政府領導、專家學者、平臺企業(yè)代表回顧我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程,總結我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展成效,并深入分析我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展現(xiàn)狀,聚焦核心技術和產業(yè)科技發(fā)展,解讀行業(yè)平臺賦能作用和發(fā)展方向。

《國務院關于深化“互聯(lián)網(wǎng)﹢先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導意見》明確指出,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過系統(tǒng)構建網(wǎng)絡、平臺、安全三大功能體系,打造人、機、物全面互聯(lián)的新型網(wǎng)絡基礎設施,形成智能化發(fā)展的新興業(yè)態(tài)和應用模式,是推進制造強國和網(wǎng)絡強國建設的重要基礎,是全面建成小康社會和建設社會主義現(xiàn)代化強國的有力支撐。自《指導意見》發(fā)布以來,我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)取得了長足發(fā)展,國家“十四五”規(guī)劃在加快建設新型基礎設施中提到積極穩(wěn)妥發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),并列入我國新基建七大領域?!笆濉逼陂g我國工業(yè)增加值由23.5萬億元增加到31.3萬億元,連續(xù)11年成為世界最大的制造業(yè)國家。但也應認識到,制造大國不等于制造強國,要改變我國制造業(yè)大而不強的現(xiàn)狀,就要利用好工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這次彎道超車的機會,據(jù)預測,到2030年,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對生產率的提升可以使中國經(jīng)濟規(guī)模比目前增加5.6萬億美元,承擔升級改造傳統(tǒng)行業(yè)的重任,將推動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展由“消費型”向“生產型”轉變。縱觀世界,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已成為全球新一輪產業(yè)競爭的制高點,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將成為數(shù)字經(jīng)濟的新基座,其發(fā)展將形成全球產業(yè)價值鏈的新格局。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實踐過程中,部分企業(yè)因為對互聯(lián)網(wǎng)的確定性、安全性、靈活性存在顧慮,導致這些企業(yè)想轉而不敢轉,在網(wǎng)絡技術方面亟須突破確定可控、安全可信、靈活定制的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡技術。如何解決這些問題是未來網(wǎng)絡的研究重點,可通過研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)高質量外網(wǎng),實現(xiàn)企業(yè)與網(wǎng)絡、網(wǎng)絡與云的深度融合,促進企業(yè)間橫向整合,通過研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)確定性內網(wǎng),實現(xiàn)工廠IT域和OT域協(xié)同與可靠互聯(lián),促進企業(yè)內縱向集成。

針對當前互聯(lián)網(wǎng)從“消費型”向“生產型”的轉變需求,我們提出了服務定制網(wǎng)絡SCN(Service Customized Network)技術體系,研究之初就明確了必須與實體經(jīng)濟深度融合這一基本原則。圍繞服務定制網(wǎng)絡的愿景與內涵并結合實體經(jīng)濟需求展開長期研究,形成了新承載、新控制、新服務技術體系,包括“新型網(wǎng)絡承載”“網(wǎng)絡操作系統(tǒng)”與“云網(wǎng)超融合”三大平面,具有支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展所急需的智能、安全、柔性、可定制等特性。

新承載——開展確定性網(wǎng)絡核心技術研究。設計適用于長距離、大規(guī)模骨干網(wǎng)傳輸?shù)膫鬏敿軜?,具備高可擴展、時延有界、抖動與距離/跳數(shù)無關、資源開 銷小等特征,設計在線路徑選擇與時隙分配算法,實現(xiàn)資源分配的在線計算;設計邊緣整形機制,在網(wǎng)絡邊緣對業(yè)務流進行逐流整形緩存,實現(xiàn)網(wǎng)絡資源利用率提升20%以上。實現(xiàn)軟件定義企業(yè)外網(wǎng)的端到端確定性時延能力,滿足遠程工控、數(shù)字孿生等新型典型工業(yè)應用的需要。2020年,未來網(wǎng)絡聯(lián)合華為開展了全球首個確定性廣域網(wǎng)試驗,實現(xiàn)跨2000公里以上傳輸距離、小于100微秒的時延抖動控制。

新控制——開展大網(wǎng)級網(wǎng)絡操作系統(tǒng)研究。研究基于服務網(wǎng)格的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)技術架構,突破分級分域微服務和可擴展架構與組網(wǎng)協(xié)議,提升系統(tǒng)的可擴展性和開放解耦度,適合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模組網(wǎng)。未來網(wǎng)絡自主研發(fā)的CNOS網(wǎng)絡操作系統(tǒng)具有實時狀態(tài)感知、資源智能調度、業(yè)務按需服務三大功能,可應用于骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、邊緣、多云等多個場景,目前已在中國聯(lián)通骨干網(wǎng)、中國移動超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心等場景穩(wěn)定運行。

新服務——開展云網(wǎng)超融合多云交換系統(tǒng)研究。企業(yè)上云已成為我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域數(shù)字化轉型的必然選擇,數(shù)據(jù)顯示,目前我國僅有40%的企業(yè)上云,其中一個重要原因是企業(yè)上云的環(huán)境還不夠友好,很多上云用戶需要上多個不同的云。因此,研究實現(xiàn)多云互聯(lián)和云邊一體化是促進企業(yè)上云的有效途徑,將云變成可共享的網(wǎng)絡資源,網(wǎng)絡也成為云的組成部分,目前未來網(wǎng)絡已實現(xiàn)與國內外主流云服務提供商完成多云對接互通,支持多種接入方式,打造了國內首個端到端軟件定義異構多云互聯(lián)交換系統(tǒng),為企業(yè)提供一點入網(wǎng)、全云可達的多云互聯(lián)交換服務。

在這些技術創(chuàng)新的基礎上,未來網(wǎng)絡承建了國家重大科技基礎設施——未來網(wǎng)絡創(chuàng)新試驗環(huán)境(CENI),其初心是建設一個先進、開放、靈活、可持續(xù)發(fā)展的大規(guī)模通用試驗設施,滿足國家關于下一代互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡空間安全、天地一體化網(wǎng)絡等重大科技項目的試驗驗證需求。目前,CENI試驗環(huán)境覆蓋了40個城市,建設了133個邊緣網(wǎng)絡,完全采用全新服務定制網(wǎng)絡架構。依托CENI試驗環(huán)境的開放服務,聯(lián)合東南大學、北京郵電大學開展了B5G/6G等技術創(chuàng)新試驗,獲得了一批超前于產業(yè)的創(chuàng)新成果,例如,跨域端到端切片、零接觸組網(wǎng)、網(wǎng)絡計算一體化、全球首次采用白盒交換機代替?zhèn)鹘y(tǒng)路由器構建廣域骨干網(wǎng)等創(chuàng)新成果及案例。突破了大網(wǎng)操作系統(tǒng)、確定性網(wǎng)絡、多云交換、智驅安全等多項核心技術,推動自主可控新型網(wǎng)絡技術及生態(tài)建設。

基于CENI構建的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)高質量外網(wǎng)可解決當前確定性網(wǎng)絡限于局域網(wǎng)、孤島式等問題,應對長距鏈路、海量鏈接、異構設備等挑戰(zhàn),實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)外網(wǎng)端到端確定性傳輸,滿足廣覆蓋的企業(yè)網(wǎng)絡高質量互聯(lián)互通的訴求。目前已在300多個城市1000多個節(jié)點的大規(guī)模骨干網(wǎng)中穩(wěn)定運行兩年以上,為1000余家企業(yè)提供高質量企業(yè)接入及外網(wǎng)服務,覆蓋15個以上工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務,包括高端裝備、能源電力、智能制造、化學和水利等行業(yè)。

在服務區(qū)域經(jīng)濟一體化發(fā)展方面,除長三角、山東和大灣區(qū)已經(jīng)開通服務定制網(wǎng)絡外,京津冀、成渝等區(qū)域也在規(guī)劃中。在長三角建設了全國首個基于軟件定義的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)高質量外網(wǎng),滿足工業(yè)企業(yè)對網(wǎng)絡低時延、高可靠、廣覆蓋、可管控的需求。在山東,未來網(wǎng)絡聯(lián)合新華三建設完成覆蓋全省16個市、5600公里的確定性網(wǎng)絡,經(jīng)中國信通院測試,高負載下,確定性流量平均時延抖動6微秒、最大時延抖動僅為14微秒,實現(xiàn)了廣域網(wǎng)端到端確定性流量抖動低于20微秒的目標。

在服務實體經(jīng)濟的過程中,服務定制網(wǎng)絡技術與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展是相互促進的,一方面,服務定制網(wǎng)絡等網(wǎng)絡技術的突破促進了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與實體經(jīng)濟的深度融合,促進了實體經(jīng)濟各生產要素跨空間的互通融合,提升了產業(yè)效率,推動了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。另一方面,發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),有利于促進網(wǎng)絡設施升級、拓展網(wǎng)絡經(jīng)濟空間、推進網(wǎng)絡強國建設,推動服務定制網(wǎng)絡技術發(fā)展。

未來,未來網(wǎng)絡將著力服務工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產業(yè)全鏈條發(fā)展,構建開放價值生態(tài),助力我國全面提升網(wǎng)絡創(chuàng)新能力,增強網(wǎng)絡產業(yè)核心競爭力,保障網(wǎng)絡空間安全,服務工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、算力互聯(lián)網(wǎng)、空天互聯(lián)網(wǎng)等重大需求。推動互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合創(chuàng)新,促進新技術在傳統(tǒng)制造行業(yè)進行應用,提高工業(yè)知識生產、傳播、復用效率,擴展企業(yè)數(shù)字空間,助力我國由制造大國向制造強國轉變。