工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合的產(chǎn)物，其核心支撐與關(guān)鍵紐帶是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。鄔賀銓院士作為我國信息通信領(lǐng)域的權(quán)威專家，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有著深刻而系統(tǒng)的闡述。他指出，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并非單一技術(shù)，而是一個(gè)多層次、多維度、融合演進(jìn)的復(fù)雜體系，其發(fā)展直接關(guān)系到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的效能與安全。
一、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心特征
與消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)相比，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提出了更為苛刻的要求。鄔賀銓院士強(qiáng)調(diào)，其主要特征體現(xiàn)在：
- 高可靠與低時(shí)延：在工業(yè)控制、機(jī)器人協(xié)同、遠(yuǎn)程操控等場景中，網(wǎng)絡(luò)必須滿足毫秒級(jí)甚至微秒級(jí)的時(shí)延要求，并具備極高的可靠性，確保生產(chǎn)流程的連續(xù)性和精準(zhǔn)性。
- 海量連接與高帶寬：工廠內(nèi)數(shù)以億計(jì)的傳感器、設(shè)備、產(chǎn)品需要實(shí)時(shí)接入網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)高清視頻監(jiān)控、機(jī)器視覺質(zhì)檢等應(yīng)用帶來巨大的數(shù)據(jù)流量，要求網(wǎng)絡(luò)具備強(qiáng)大的連接承載能力和傳輸帶寬。
- 確定性與安全性：工業(yè)生產(chǎn)流程要求網(wǎng)絡(luò)傳輸具有確定性的性能保障（如確定的時(shí)延和抖動(dòng)），而非“盡力而為”。工業(yè)系統(tǒng)事關(guān)國計(jì)民生，網(wǎng)絡(luò)必須構(gòu)建從底層到應(yīng)用層的縱深安全防御體系。
- 異構(gòu)融合與靈活組網(wǎng)：工業(yè)現(xiàn)場存在總線、以太網(wǎng)、無線等多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)并存的情況，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需要實(shí)現(xiàn)這些異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通和靈活、扁平化組網(wǎng)。
二、構(gòu)成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系
鄔賀銓院士將支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系概括為以下幾個(gè)關(guān)鍵層面：
- 底層連接技術(shù)（工廠內(nèi)網(wǎng)）：
- 工業(yè)以太網(wǎng)與時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）：TSN技術(shù)通過標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)擴(kuò)展，提供確定性低時(shí)延傳輸能力，是解決工業(yè)控制實(shí)時(shí)性問題的關(guān)鍵，正逐步取代傳統(tǒng)工業(yè)總線。
- 工業(yè)無線技術(shù)：包括5G、Wi-Fi 6/7、專用無線網(wǎng)絡(luò)等。其中，5G以其大帶寬、低時(shí)延、廣連接的特性，尤其是uRLLC（超高可靠低時(shí)延通信）和mMTC（海量機(jī)器類通信）場景，成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)無線接入的革命性技術(shù)。鄔賀銓特別指出，5G TSN（時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)）融合、5G LAN（局域網(wǎng)）等技術(shù)，使其能深度融入工業(yè)核心生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
- 骨干承載技術(shù)（工廠外網(wǎng)）：
- 基于光纖、IP/MPLS、軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）等技術(shù)構(gòu)建的高質(zhì)量企業(yè)專線或虛擬專網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)跨地域工廠、設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中心、產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)之間的安全、可靠、高效互聯(lián)。
- 標(biāo)識(shí)解析技術(shù)：
- 這是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“中樞神經(jīng)”。鄔賀銓院士將其比作工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“身份證”和“戶口本”。通過賦予每一個(gè)物理實(shí)體和虛擬資產(chǎn)（產(chǎn)品、零部件、設(shè)備、流程）唯一的“身份證”（標(biāo)識(shí)碼），并利用解析系統(tǒng)查詢其關(guān)聯(lián)信息，實(shí)現(xiàn)全球供應(yīng)鏈的追蹤追溯、全生命周期管理和智能化服務(wù)。
- 平臺(tái)與邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)：
- 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)作為數(shù)據(jù)匯聚與能力中樞，其內(nèi)部及與邊緣節(jié)點(diǎn)之間需要高效的數(shù)據(jù)同步與協(xié)同網(wǎng)絡(luò)。邊緣計(jì)算將計(jì)算能力下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣，就近處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，極大減輕了核心網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力并降低了時(shí)延。
- 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)：
- 貫穿上述所有層次。包括設(shè)備安全、控制安全、網(wǎng)絡(luò)安全、應(yīng)用安全和數(shù)據(jù)安全。需要采用內(nèi)生安全、零信任、態(tài)勢感知、威脅情報(bào)等技術(shù)，構(gòu)建主動(dòng)防御、動(dòng)態(tài)防護(hù)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系。
三、面臨的挑戰(zhàn)與未來展望
鄔賀銓院士也指出了當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)：標(biāo)準(zhǔn)尚未完全統(tǒng)一、IT（信息技術(shù)）與OT（運(yùn)營技術(shù)）網(wǎng)絡(luò)融合的深度不足、現(xiàn)有工業(yè)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化改造難度大、跨行業(yè)跨領(lǐng)域的安全保障體系復(fù)雜等。
他認(rèn)為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將呈現(xiàn)以下趨勢：
- 融合化：TSN、5G、工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)將進(jìn)一步融合，形成統(tǒng)一的、確定性的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)底座。
- 智能化：人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)將應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度、故障預(yù)測與自愈、安全態(tài)勢分析，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的智能化運(yùn)維。
- 一體化：“云網(wǎng)邊端”協(xié)同將更加緊密，算力與網(wǎng)絡(luò)將一體化發(fā)展，為工業(yè)應(yīng)用提供即取即用的服務(wù)能力。
- 可信化：區(qū)塊鏈、隱私計(jì)算等技術(shù)將與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，增強(qiáng)工業(yè)數(shù)據(jù)流通的可信度和安全性。
鄔賀銓院士的觀點(diǎn)清晰地表明，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“血液循環(huán)系統(tǒng)”。其發(fā)展必須緊密貼合工業(yè)實(shí)際需求，堅(jiān)持自主創(chuàng)新與開放合作，通過持續(xù)的技術(shù)演進(jìn)和產(chǎn)業(yè)協(xié)同，構(gòu)建起高速、安全、可靠、智能的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，從而為制造業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)提供堅(jiān)實(shí)的支撐，最終推動(dòng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)邁向高質(zhì)量發(fā)展的新階段。
