工业互联网平台方案

2017年11月，《国务院关于深化“互联网-先进制造业”发展工业互联网的指导意见》正式印发，成为我国工业互联网发展的纲领性文件，为开创我国工业互联网发展新局面指明了方向。过去五年，我国工业互联网快速稳定发展，成为加快制造业数字化转型、支撑经济高质量发展的重要力量。为进一步推广《指导意见》，本报联合工业互联网平台创新合作中心推出“工业互联网走向新征程”专栏，邀请政府领导、专家学者、平台企业代表，回顾我国工业互联网发展历程，总结我国工业互联网平台发展成就，深度剖析我国工业互联网平台发展现状，聚焦核心技术和工业科技发展，解读工业平台的使能作用和发展方向。

《国务院关于深化“互联网-先进制造业”发展工业互联网的指导意见》明确指出，工业互联网通过系统构建网络、平台、安全三大功能体系，打造人、机、物全方位互联互通的新型网络基础设施，形成智能化发展的新型商业形态和应用模式，是推进制造强国、网络强国建设的重要基础，是全面建成小康社会、建设社会主义现代化强国的有力支撑。《指导意见》发布以来，我国工业互联网取得了长足发展。国家“十四五”规划在加快新型基础设施建设中提到积极稳妥发展工业互联网，并将其列入我国新型基础设施七大领域。十三五期间，我国工业增加值从23.5万亿元增长到31.3万亿元，连续11年成为世界第一制造业大国。但是，也应该认识到，制造大国不等于制造强国。要改变中国制造业大而不强的现状，就要利用好工业互联网这个弯道超车的机会。据预测，到2030年，工业互联网的生产力将使中国经济规模比目前增加5.6万亿美元，并承担传统产业升级改造的重任，将推动互联网发展从“消费”向“生产”转变。纵观全球，工业互联网已成为新一轮全球产业竞争的制高点，并将成为数字经济的新基地，其发展将形成全球产业价值链的新格局。

在工业互联网实践过程中，部分企业对互联网的确定性、安全性、灵活性存在担忧，导致想转又不敢转。网络技术方面，急需突破可控、安全、可信、灵活的定制化工业互联网网络技术。如何解决这些问题是未来网络研究的重点。通过研究高质量的工业互联网外网，实现企业与网络、网络与云的深度融合，促进企业间的横向融合。通过研究工业互联网的确定性内网，实现工厂内IT域和OT域之间的协作和可靠互联，促进企业内部的垂直整合。

针对互联网从“消费”到“生产”的需求变化，我们提出了服务定制网络的SCN技术体系。在研究之初，我们就明确了一个基本原则，就是必须与实体经济深度融合。围绕服务定制网络的愿景和内涵，结合实体经济需求，进行了长期研究，形成了包括“新网络承载”、“网络操作系统”、“云网超融合”三大平面的新承载、新控制、新服务技术体系，具备支撑产业互联网发展急需的智能、安全、灵活、定制等特性。

确定性网络核心技术研究。设计了一种适用于长距离大规模骨干网传输的传输架构，该传输架构具有高可扩展性、时延受限、抖动与距离/跳数无关、资源销售小等特点。设计了在线路径选择和时隙分配算法，实现了资源分配的在线计算。设计了边缘整形机制，在网络边缘对业务流进行逐流整形和缓存，使网络资源利用率提高20%以上。实现软件定义企业外网端到端确定性延迟能力，满足远程工业控制、数字孪生等新型典型工业应用需求。2020年，未来网络联合华为开展了全球首个确定性广域网测试，在超过2000公里的传输距离上实现了小于100微秒的延迟抖动控制。

新——开展大规模网络操作系统研究。研究基于服务网格的网络操作系统技术架构，突破分层域微服务、可扩展架构和组网协议，提高系统的可扩展性和开放解耦性，适用于工业互联网的大规模组网。未来网络自主研发的CNOS网络操作系统具有实时状态感知、智能资源调度和按需服务三大功能。可应用于骨干网、城域网、数据中心、边缘、多云等多种场景。目前已在中国联通骨干网、中国移动超大数据中心等稳定运行。

新业务-云网络超融合云交换系统研究。企业上云已经成为中国工业互联网领域数字化转型的必然选择。资料显示，目前国内只有40%的企业上了云。其中一个重要原因是企业上云的环境不够友好，很多用户需要上不同的云。因此，研究并实现云互联与云边缘的融合是促进企业上云的有效途径。云成为可共享的网络资源，网络也成为云的一个组成部分。目前，未来网已完成与国内外主流云服务商的多云互联，支持多种接入模式，并构建了国内首个端到端的软件定义异构多云互联交换系统，为企业提供一点接入网和全云可接入的多云互联交换服务。

在这些技术创新的基础上，未来网络构建了国家重大科技基础设施——未来网络创新实验环境。其初心是建设先进、开放、灵活、可持续的大型通用实验设施，满足下一代互联网、网络空安全、天地一体化网络等重大科技项目的国家实验验证需求。目前，CENI实验环境覆盖40个城市，已建成133个边缘网络，完全采用新的业务定制网络架构。依托CENI测试环境开放服务，与东南大学、北京邮电大学联合开展了B5G/6G等技术创新实验，取得了跨域端到端切片、零接触组网、网络计算一体化等多项领先于行业的创新成果，以及利用白盒交换机替代传统路由器构建广域骨干网等全球首创的创新成果和案例。突破了大型网络操作系统、确定性网络、云交换、智能驱动安全等多项核心技术。，推动了自主可控的新型网络技术和生态建设。

基于CENI的高质量工业互联网外网可以解决当前确定性网络局限于局域网和孤岛的问题，迎接长距离链路、海量链路和异构设备的挑战，实现工业互联网外网端到端确定性传输，满足广覆盖的企业网络高质量互联互通的需求。目前已在300多个城市超过1000个节点的大型骨干网稳定运行两年多，为1000多家企业提供高质量的企业接入和外网服务，覆盖高端装备、能源电力、智能制造、化学、水利等行业超过15项工业互联网业务。

在服务区域经济一体化方面，除长三角、鲁东、大湾区外，服务定制网络已经开通，京津冀、成渝等地区也在规划中。在长三角建成全国首个基于软件定义的高质量工业互联网外网，满足了工业企业对低时延、高可靠、广覆盖、可控的需求。在山东，未来网和新华三建设完成了覆盖全省16个城市、5600公里的确定性网络。根据中国信息通信研究院的测试，在高负载下，确定性流量的平均时延抖动为6微秒，最大时延抖动仅为14微秒，从而实现了广域网端到端确定性流量抖动小于20微秒的目标。

在服务实体经济的过程中，服务定制网络技术和产业互联网的发展是相辅相成的。一方面，服务定制网络等网络技术的突破，推动了产业互联网与实体经济的深度融合，促进了实体经济跨空的生产要素整合，提高了产业效率，促进了产业互联网的发展。另一方面，发展工业互联网有利于促进网络设施升级，壮大网络经济空，推动网络强国建设，促进服务定制网络技术发展。

未来，在未来，网信将致力于服务工业互联网产业全链条发展，构建开放的价值生态，帮助中国全面提升网络创新能力，提升网信产业核心竞争力，保障网间安全空，服务工业互联网、计算力互联网和空天互联网等重大需求。促进互联网与工业的融合创新，推动新技术在传统制造业的应用，提高工业知识生产、传播和再利用的效率，扩大企业数量空，助力中国从制造大国向制造强国转变。

来源:人民邮电