工业PON网络关键技术、建设原则及技术选择

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1.工业PON网络关键技术

可靠性保障技术

可靠性保障技术是确保数据传输稳定性和连续性的关键，在工业PON网络的构建中，光纤链路保护采用 Type B和Type C两种保护方案来提高网络的可靠性。 Type B保护方案专注于OLT与分光器之间的主干光纤链路保护，适用于电池制造工厂的办公网络和安防 网络。

Type C保护方案提供全链路的双冗余保护，覆盖从OLT到分光器之间的主干光纤链路，以及分光器和 ONU之间的分支光纤链路。这种方案因其全方位的保护而具有最高的可靠性。为了进一步增强网络的自愈 能力，降低光纤链路故障导致的系统切换自愈时间，Type C方案还结合了快速倒换和双发选收技术，确 保光纤链路出现故障时，生产业务不会中断。因此，Type C保护方案适用于电池制造工厂的车间生产网 络，确保生产业务全时在线。

确定性低时延技术

电池制造企业在远程工业控制、机器人协同作业等应用场景不但对工业PON有低时延有明确要求，更要求 工业PON能够保障时延抖动不能过大，即工业PON具备确定性时延技术，实现远程控制、远程协作类业 务“准时、准确、快速”的数据传输。 通用的PON传输技术采用动态带宽时隙分配机制、传统交换机传输技术采用统计复用分配机制，以最大限 度提升线路带宽资源的利用率。动态带宽时隙和统计复用分配技术，不同终端的业务数据共享链路和网络 设备的转发资源，传输时延会受到业务数据流量和包长的影响，时延时大时小不确定。

工业PON采用固定带宽分配技术降低动态带宽调整引入的时延和抖动，同时采用单帧多突发技术提升数据调度频率，从而降低传输时延。相比普通PON技术工业PON技术的最大传输时延由2ms~10ms降低至 100us。 

固定带宽保障技术

电池制造车间的生产网络承载了多项重要业务，包括MES、数据采集、工业控制和AI质检等。这些业务需 要稳定的端到端带宽支持，以确保不会因为突发流量而导致数据丢失。采用工业PON的时分复用和固定带 宽分配技术，能够为电池制造车间提供可靠的端到端带宽通道，确保不同终端之间的业务具备独立的带宽 资源。电池制造车间的AI质检业务的大带宽和高突发的业务流量将不会抢占或干扰MES、数采、工业控制 等业务流量的带宽，并提高生产业务数据传输的确定性。 

专网切片技术

电池制造企业园区通常需要构建多个物理网络，包括车间生产网、企业安防网和企业办公网等。采用工业 PON网络的专网切片技术可以将这些网络统一承载在一张物理网络上。这样做不仅可以有效减少网络设备 的数量，提高网络设备的利用率，简化企业的运维负担，还能够确保不同专网之间的转发资源隔离和数据 安全隔离。 

智能运维技术

随着电池制造企业网络规模和复杂度的持续增加，网络运维的复杂度也在不断上升，急需采取自动化措施 来降低对运维人员技能的要求，从而降低运营支出。工业PON的智能运维技术可以实现网络性能感知，实 时监测网络的运行状态和健康状况（如网络带宽、时延、误码丢包等），并支持对网络实时性能数据进行 综合分析和处理。此外，结合人工智能技术，还可以提供网络故障自动检测和网络状态主动预测能力，帮 助企业降低运维门槛，节约运维成本。 

远程供电技术

由于电池制造工厂的现场环境复杂多样，存在一些工厂内难以为ONU设备供电的问题。例如，一些电池制 造工厂不允许使用产线生产设备的供电系统为ONU供电。工业PON网络的远程供电技术可以采用集中供 电单元通过光电复合缆远程为ONU供电，既可以通过光纤传输数据，同时还可以为工业现场的ONU设备 提供安全可靠的供电能力。

2.建设原则

客户需求优先原则：规划设计一定要基于客户标书或者应用场景等正式需求文件进行设计，满足客户的使 用要求。 可靠性原则：组网和设备可靠性需满足客户要求，充分考虑设备及物理线路的冗余备份。 可扩展性原则：网络设备以及ODN基础设施需具备可扩展性，如OLT有可用于扩展的槽位，ONU具有多 余的空闲接口，光缆有一定的光纤资源预留，光路连接设备有多余的连接接口，以及安装空间有预留等， 方便后续满足其他业务接入、带宽及信息节点扩容、网络整体升级等要求。

经济性原则：需考虑网络系统综合成本最优，要统筹考虑设备成本、工程成本、维护成本，以及后期管理 的便利性，充分利用既有可用资源。 易实施性原则：项目建设要尽量做到线缆少、节点少，布线路由合理，布线空间充足，设备安装位置及空 间适当，以便于工程实施与维护。 易维护性原则：选择通用型的基础设施结构件及光路器件等，以便备件替换等。

3.PON技术选择

 PON技术介绍

工业PON网络PON技术包括：GPON 、XGS-PON、XGS-PON & GPON Combo PON技术。其 中，GPON技术OLT 单个PON口下行带宽2.5Gbps、上行带宽1.25Gbps。XGS-PON技术OLT 单个 PON口上行、下行带宽均为10Gbps。

XGS-PON & GPON Combo PON技术是GPON 和 XGS-PON技术融合接入技术，同时支持GPON 业务通道和XGS-PON业务通道进行业务数据传输，GPON/XGS-PON业务通道采用不同的光波长独立 传输。支持XGS-PON & GPON Combo PON技术的业务单板的PON口支持同时接入GPON 和 XGSPON类型的ONU。

生产网PON技术选择

电池制造工厂各类生产业务对带宽要求不同，可根据不同的带宽需求选择不同的PON技术，避免造成带宽 资源和投资的浪费。

办公网PON技术选择

办公网有线接入类终端类型包括PC、打印机、会议终端等，此类业务所需的峰值带宽约100Mbps，平均 带宽约40Mbps，因此推荐采用GPON技术。 办公网无线Wi-Fi AP接入场景，随着无线办公趋势的发展单AP接入用户的数量和单用户的峰值流量越来 越高，单AP上行带宽需求较高，单AP峰值带宽约1000Mbps，平均带宽约200Mbps。因此，推荐采用 XGS-PON技术。