网络层是工业互联网体系架构的核心,是构建工业环境下“人、机、物”全面互联的关键基础设施。网络层需要将多源、异构数据进行统一采集,实现工业现场设备间的互联、工业设备与云平台的互通;此外,网络层还需要将云端决策信息、决策指令等及时传递给现场设备,从而实现“云-边-端”的有效协同。
由此可以看出,网络层是现实世界和虚拟世界沟通的桥梁,是由“数字化”到“智能化”质变的关键环节。网络层包含多种网络技术,如5G、光纤网络、PON、TSN等。为了支持灵活、高效的工业互联网应用,对网络层技术提出了更高的要求。
多业务统一承载。工业互联网网络层应能实现大带宽业务、实时业务、高可靠时延业务的统一承载,避免在同一场景中部署多种网络,简化未来工业互联网网络层的建设和运维复杂度。
确定性传输能力。确定性主要是指网络能够为业务提供有界时延、确定性带宽、可靠性保障。确定性传输关系到工业互联网系统的稳定性和安全性,尤其涉及工业控制系统,网络具有确定性传输保障能力极其关键。因此,当前在针对工厂内网和外网技术的研究中,确定性网络技术一直是学术界和工业界共同关注的焦点。
网络与应用的结合。在工业互联网应用中,网络层并不是简单的“传输管道”,而是需要与多类型的工业控制应用结合,真正将网络要素与生产要素融合,实现网络化感知、网络化控制和网络化协同。