“要想富、先修路”，網(wǎng)絡(luò )是工業(yè)數字化、智能化發(fā)展的道路系統，對于工業(yè)的數字化創(chuàng )新發(fā)展的關(guān)鍵基礎，不僅要作為發(fā)展的先決條件來(lái)規劃和發(fā)展，而且在工業(yè)的數字化進(jìn)程中會(huì )不斷的演進(jìn)，需要持續的技術(shù)突破，就像我們從公路到城市環(huán)線(xiàn)、高速，以及城鐵、地鐵不斷完善路網(wǎng)系統，過(guò)程中也需要不斷的創(chuàng )新立交橋、隧道、大型綜合樞紐等關(guān)鍵技術(shù)突破。

　　工業(yè)場(chǎng)景多而且特定場(chǎng)景對網(wǎng)絡(luò )的不同特性要求高，導致傳統工業(yè)網(wǎng)絡(luò )存在互通難、開(kāi)放性差等問(wèn)題，面臨著(zhù)協(xié)議七國八制、數據孤島等挑戰，如何實(shí)現IT與OT端到端靈活組網(wǎng)，打造萬(wàn)物智聯(lián)的網(wǎng)絡(luò )基座，讓數據上得來(lái)，智能下得去，是工業(yè)數字化、智能化發(fā)展中必須解決的問(wèn)題。

　　傳統的“金字塔”式工業(yè)體系架構無(wú)法跨層交換數據，難以實(shí)現數據在全網(wǎng)的高效流動(dòng)，工業(yè)的數字化、智能化發(fā)展，需要打造新的“路網(wǎng)系統”。新一代工業(yè)網(wǎng)絡(luò )以“設備網(wǎng)聯(lián)化、網(wǎng)絡(luò )IP化”為關(guān)鍵特征，具備全面深度感知數據、實(shí)時(shí)傳輸交互數據、按需部署AI算力的能力。

　　

　　首先是“設備網(wǎng)聯(lián)化”，實(shí)現設備按需聯(lián)網(wǎng)、隨時(shí)隨地上傳數據。這包括新增網(wǎng)聯(lián)化的工業(yè)設備，也包括對已有“啞設備”進(jìn)行網(wǎng)聯(lián)化改造。根據《智能制造發(fā)展指數報告2020》，中國完成設備聯(lián)網(wǎng)率約為23%，實(shí)現設備遠程監控率為24%，設備預測性維護率為14%，工業(yè)設備設施網(wǎng)絡(luò )化水平還有很大的提升空間。設備聯(lián)網(wǎng)可以通過(guò)有線(xiàn)連接的現場(chǎng)總線(xiàn)、以太、光，也可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)連接的5G、Wi-Fi 6等技術(shù)。

　　例如上汽集團寧德工廠(chǎng)選用了Wi-Fi 6物聯(lián)解決方案，實(shí)現生產(chǎn)線(xiàn)的網(wǎng)聯(lián)化，聯(lián)接500多輛在制車(chē)輛、2000多個(gè)智能終端設備、超過(guò)10000個(gè)傳感器，并且運用大數據技術(shù)和回歸算法對1000多個(gè)設備進(jìn)行主動(dòng)式預警，降低非計劃停機時(shí)間20%。這是設備網(wǎng)聯(lián)化帶來(lái)數據打通，進(jìn)而通過(guò)智能產(chǎn)生價(jià)值的例子。

　　

　　更重要的是“網(wǎng)絡(luò )IP化”，讓設備和系統都說(shuō)“普通話(huà)”，用統一的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP協(xié)議）提升異構工業(yè)網(wǎng)絡(luò )的互通能力，打通數據孤島，做到數據的實(shí)時(shí)傳輸和交換，讓算力惠及每一個(gè)角落，使每臺設備都智能起來(lái)。

　　一些領(lǐng)先的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始采用IP技術(shù)來(lái)建設更先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )。馬鋼集團是一家特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，在落實(shí)智能制造戰略、建設集中運營(yíng)管控中心的過(guò)程中，采用IP技術(shù)構筑了一張覆蓋全公司的網(wǎng)絡(luò )，統一承載辦公類(lèi)的IT業(yè)務(wù)和生產(chǎn)類(lèi)的OT業(yè)務(wù)。用IP技術(shù)提升大規模組網(wǎng)能力，各類(lèi)集中控制系統可以遠程對生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行管理，靈活支持不同生產(chǎn)線(xiàn)、不同子公司的多種業(yè)務(wù)，加速實(shí)現“四個(gè)一律”（操作室一律集中、操作崗位一律機器人、運維一律遠程、服務(wù)環(huán)節一律上線(xiàn)）。

　　4K/8K超高清制播交換系統是另外一個(gè)例子。進(jìn)入超高清時(shí)代，制播系統的帶寬、性能要求增長(cháng)了4倍以上，如果還用傳統SDI技術(shù)已經(jīng)力不從心了。SDI產(chǎn)業(yè)規模小、發(fā)展節奏慢，而IP技術(shù)是主流技術(shù)，發(fā)展節奏快，性能更高，業(yè)務(wù)處理也更靈活。

　　如果要建設一套超高清的制播系統，支持2000路4K超高清電視信號的制播，采用傳統SDI技術(shù)，制播矩陣需要32個(gè)機柜，而改用IP技術(shù)新架構，只需要2個(gè)機柜，減少了16倍。同時(shí)物理連線(xiàn)也從4噸同軸線(xiàn)纜減少到100公斤的光纖，重量相差40倍，施工、維護都更容易。這個(gè)技術(shù)叫做IP制播交換矩陣，在2021年春晚8K節目播出時(shí)已經(jīng)使用，也獲得了中國超高清視頻產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的“重大技術(shù)突破獎”，其中一個(gè)突破的關(guān)鍵技術(shù)是“基于通用IP交換矩陣的凈切換”，使得導播切換畫(huà)面時(shí)，確保畫(huà)面不出現馬賽克。這是電視臺的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )IP化的威力。

　　在工業(yè)網(wǎng)絡(luò )走向IP化的過(guò)程中，IP的全場(chǎng)景化尤為關(guān)鍵。消費互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)能力并不能直接滿(mǎn)足工業(yè)的要求，汽車(chē)行業(yè)、化工行業(yè)、鋼鐵行業(yè)等，每個(gè)行業(yè)都有自己工業(yè)場(chǎng)景下嚴格的SLA需求。已經(jīng)賦能消費互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展繁榮的IP技術(shù)（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議技術(shù)），在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中需要進(jìn)一步的發(fā)展，具備工業(yè)級的確定性、安全性、靈活性。

　　首先是確定性，某些工業(yè)控制場(chǎng)景要求數據的交互既要迅速、還要準時(shí)，因而需要可以降低時(shí)延抖動(dòng)的確定性時(shí)延等新的技術(shù)能力。華為與紫金山實(shí)驗室、北京郵電大學(xué)等共同研究確定性廣域網(wǎng)技術(shù)，驗證了全球首個(gè)跨2000公里以上傳輸距離、跨13跳設備、實(shí)現100微秒級的時(shí)延抖動(dòng)控制，為超遠距離工業(yè)互聯(lián)、高精度車(chē)聯(lián)網(wǎng)等生產(chǎn)控制及高精度業(yè)務(wù)的實(shí)現打下了重要基礎。

　　其次是安全性，采用網(wǎng)絡(luò )協(xié)議內生安全新框架，IP協(xié)議報文頭攜帶動(dòng)態(tài)加密的令牌，在報文經(jīng)過(guò)的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)啟用密文令牌驗證，相當于核驗IP報文的“健康碼”，網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)就可以識別出仿冒工業(yè)終端、或者被入侵工業(yè)終端所發(fā)出的報文，并進(jìn)行相應的處置，顯著(zhù)提升工業(yè)終端通信的安全性。

　　第三是靈活性，Flex-IP協(xié)議將在語(yǔ)法和語(yǔ)義兩個(gè)維度上提升IP技術(shù)的靈活性，在要求極低功耗的工業(yè)場(chǎng)景中，我們可以采用Flex-IP的短地址格式將系統功耗降到最小，而在高速移動(dòng)的低軌道衛星通信等工業(yè)場(chǎng)景中，我們還可以用Flex-IP地址表達三維空間位置等新的語(yǔ)義，實(shí)現空天地海一體化的IP協(xié)議體系。IP技術(shù)也在與時(shí)俱進(jìn)，走向“全場(chǎng)景化”，讓IP這種“網(wǎng)絡(luò )普通話(huà)”表達能力更強、溝通效率更高，滿(mǎn)足消費互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等全場(chǎng)景需求。

　　展望未來(lái)， 新一代工業(yè)網(wǎng)絡(luò )將為工業(yè)體系構筑四通八達、暢行無(wú)阻的“路網(wǎng)系統”，為工業(yè)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展奠定堅實(shí)基礎。華為將與合作伙伴、客戶(hù)持續開(kāi)展場(chǎng)景化創(chuàng )新，加速工業(yè)數字化、智能化創(chuàng )新發(fā)展。