确定性网络为工业互联网高质量发展提供关键支撑

刘艳玲
当前,全球数字经济呈现蓬勃发展态势,新经济形态对以网络为核心的信息技术提出新的挑战。随着云计算、大数据、人工智能等技术的广泛应用,以及物联网、5G、6G等通信技术的快速发展,网络已经成为支撑数字经济发展的关键基础设施。

本文来自微信公众号“工联网iitime”,作者/刘艳玲。

近日,习近平总书记就推进新型工业化作出重要指示,指出“新时代新征程,以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业,实现新型工业化是关键任务”;提出“要把高质量发展的要求贯穿新型工业化全过程,把建设制造强国同发展数字经济、产业信息化等有机结合,为中国式现代化构筑强大物质技术基础”。

面对新时代、新使命、新定位,行业如何把握发展大势、推进技术创新、走新型工业化发展道路?作为通信领域的权威媒体,通信世界全媒体特推出“加快推进新型工业化”系列报道,通过汇聚ICT和工业领域的专家、学者声音,深入探讨新型工业化的发展模式,推动新型工业化实现高质量发展,进而赋能中国式现代化征程。

当前,全球数字经济呈现蓬勃发展态势,新经济形态对以网络为核心的信息技术提出新的挑战。随着云计算、大数据、人工智能等技术的广泛应用,以及物联网、5G、6G等通信技术的快速发展,网络已经成为支撑数字经济发展的关键基础设施。然而,传统的互联网在面对日益增长的数据量、实时性要求和复杂网络环境时,暴露出很多问题,如网络拥堵、高时延、不稳定等。

为了应对这些挑战,确定性网络应运而生。确定性网络是指利用网络资源打造的大带宽、低时延、低抖动、有确定性能力的网络,能为不同行业需求提供确定性业务体验。主要是针对工业、能源、车联网等对网络低时延、可靠性和稳定性要求极高的垂直行业,按照业务级别构建的一个有差异化服务的确定性网络。

发展满足工业互联网各种场景需求的确定性网络已成共识

工联网记者获悉,目前国内外研究机构及标准化组织已开展确定性网络技术的相关研究,并将工业领域作为其典型应用场景。

国际电工委员会(IEC)正在牵头制定分布式工业控制标准;美国能源部(DOE)基于时间敏感网络(TSN)技术开展了安全可靠的确定性电力及工控通信网络研究,并制定了相关标准;3GPP在R16阶段的研究报告22.804中将工业作为典型场景之一进行需求梳理,并在标准23.501(5G系统架构)中面向工业领域引入TSN机制,用以支撑5G网络系统的确定性服务,并在R17阶段进行进一步细化增强,且计划在R18阶段重点开展时间敏感通信研究(TSC);2018年起,中国通信标准化协会(CCSA)各个工作组也积极开展确定性网络相关研究,并在工业互联网特设组(ST8)针对工业场景下确定性网络、时间敏感网络等技术及设备的行业标准启动制定工作。

确定性网络以其独特的优势,正在为工业互联网的发展提供强大的技术支持和动力,满足工业应用对于实时性、可靠性和安全性的需求。因此,确定性网络被认为是解决工业互联网中存在问题的一种有效技术手段,发展能够满足未来工业互联网各种场景需求的确定性网络已经成为业界的普遍共识。

确定性网络为推进新型工业化提供关键能力支撑

中国工程院院士、紫金山实验室主任刘韵洁曾指出,确定性网络正在成为未来网络产业的核心,也将成为我国发展数字经济的重要基础,为我国推进新型工业化提供关键能力支撑。

一是数字化能力。传统制造业数字化转型升级高度依赖于工业互联网技术的发展,其中时间敏感网络作为新型确定性网络技术,具备万兆级的带宽容量、微秒级低时延传输、纳秒级精准同步精度、全业务的共网传输能力,其作为下一代工业网络、能源网络、车载网络等演进方向已成为业内共识。由我国科研团队自主研发的PML-TSN控制器,基于软件定义网络的解决方案,实现了网络规划、流量配置、调度计算等一系列功能,可以支持国内外主流TSN交换机设备,为我国工业互联网高质量发展提供关键支撑。

二是网络化能力。基于未来网络试验设施构建的确定性网络,就像“网络高铁”一样,可以实现对网络带宽、路径、时延、抖动等的高精度控制,可满足未来工业自动化、工业遥操作、全息通信、车路协同等不同业务的定制化需求。另外,确定性网络对于满足未来大算力场景下数据高通量、跨广域无损传输需求具有明显优势。

三是智能化能力。基于未来网络试验设施(CENI)构建的广域确定性网络,具备“软硬切片融合”“在线流量调度”“多业务按需服务”等关键技术能力,是一张可以为不同行业提供公用专网(PPnet)服务的网络,可为各行业数据传输提供专网一样的质量、效率和安全保障,又可以像传统公用互联网一样灵活、方便和经济,从而保护好行业大数据的安全,基于自身优势发展好行业大模型,实现在人工智能大模型赛道上的弯道超车。

小结

总体来看,确定性网络在应对新经济形态对信息技术的挑战以及推进新型工业化进程中具有关键作用。随着全球数字经济的不断发展,确定性网络将在更多领域得到广泛应用和推广,为全球经济的持续增长和社会进步做出重要贡献。

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