“追光計劃-工業領航行動”系列成果工業PON網絡建設規范研究報告全米垂直行業 前言隨著科技的不斷進步和社會的快速發展，電池作為能源存儲和傳輸的重要組成部分，廣泛應用于各種領域，包括電動汽車、新能源可再生能源存儲、移動設備等。電池制造工廠已經成為當今工業領域中不可或缺的一部分。為了提升電池類產品的生產和制造效率，電池制造工廠越來越關注使用工業PON網絡為其提《電池制造工廠工業PON網絡建設規范研究報告》是“追光計劃-工業領航行動”的重點任務之一。由華為技術有限公司牽頭，組織電池制造企業、科研機構、電信運營商、通信設備廠商、設計院等產業鏈相關單位共同編寫。建設規范聚焦電池制造工廠企業，深入分析企業的數字化轉型痛點和需求，系統梳理其工業PON網絡的關鍵技術、建設原則和關鍵因素、建設規范，為企業開展數字化轉型、推進工業PON網絡）： 011.1電池制造企業數字化轉型關鍵痛點1.2電池制造企業數字化轉型關鍵趨勢1.3電池制造企業數字化轉型對網絡的關鍵訴求022.1工業PON網絡和傳統網絡方案差異2.1.2綜合布線差異2.1.3差異總結2.2工業PON網絡關鍵技術2.2.1可靠性保障技術2.2.2確定性低時延技術2.2.3固定帶寬保障技術2.2.4專網切片技術2.2.5智能運維技術2.2.6遠程供電技術03工業PON建設原則和關鍵因素0311237778999904工業PON建設規范204.1生產網絡建設規范204.1.1網絡架構要求204.1.2綜合布線要求214.1.3設備選型要求244.2辦公網絡建設規范254.2.1網絡架構要求254.2.2綜合布線要求264.2.3設備選型要求294.3安防網絡建設規范304.3.1網絡架構要求304.3.2綜合布線要求314.3.3設備選型要求334.4辦公網和安防網絡融合建網建設規范344.4.1網絡架構要求344.4.2綜合布線要求344.4.3設備選型要求34）：3.1建設原則113.2組網架構設計113.2.1生產網獨立建網，安防網和辦公網融合建網123.2.2生產網、安防網、辦公網，獨立建網123.2.3組網架構推薦參考133.3PON技術選擇133.3.1PON技術介紹133.3.2生產網PON技術選擇143.3.3辦公網PON技術選擇163.3.4安防網PON技術選擇163.3.5PON技術選擇推薦163.4組網保護設計173.4.1TypeB保護173.4.2TypeC保護173.4.3組網保護方案推薦183.5分光比設計193.5.1分光比設計原則193.5.2分光器選型原則19電池制造工廠工業PON網絡建設規范研究報告 01業務場景分析經成為了業務中不可或缺的一部分。這些技術的應用大大提升了生產效率、產品質量和工廠管理的精準然而，隨著數據量的增加和業務流程的復雜化，業務數據傳輸可靠性成為了一個亟待解決的問題。盡管智能化技術的應用提升了生產線的自動化程度，但數據傳輸中的延遲、丟失或錯誤依然存在，可能會導致生產中斷、品質問題甚至安全隱患。因此，為了進一步提升生產線的穩定性和可靠性，需要不斷加強對業務數據傳輸環節的優化和改進，采用更可靠、高效的數據傳輸方案，確保數據在各個環節之間的快速、準確針對上述痛點，電池制造企業需要建設智能化質量檢測系統，建設產線生產裝備數字孿生系統、建立極致可靠的數據通信網絡，幫助企業實現數字化轉型，提1.1電池制造企業數字化轉型關鍵痛點光伏太陽能、新能源等電池制造企業當前遇到的痛點難點主要集中在（1）產品質量和可追溯性要求極高，傳統的質量檢測控制方案難（2）制造產線生產裝備的維護難度不斷增加，需要數字化的運維管理系統（3）MES流程控制、機器視覺、數字孿生等智能化技術應用普及，業務數據傳輸可靠性仍需提升·產品質量和可追溯性要求極高在光伏太陽能和新能源等電池制造企業中，產品的生產過程異常復雜，涉及超過20個精細的工藝步驟需要協同完成。這一過程容易出現質量問題，如產品形態、尺寸、拼接和工藝標準等方面存在偏差。對電池產品質量和追溯性的極高要求，必須實現對每一個產品的生產過程中各個工藝步驟的制成并對檢測數據進行實時分析和判斷。此外，檢測數據還需要實時傳輸至企業的數據中心進行備份存儲，以滿足長達十年的可追溯期限。當前傳統的生產線檢測方法和ICT基礎設施已經難以滿足如此嚴格的質量檢·制造產線生產裝備的維護難度高隨著電池技術的迅速發展和市場需求的不斷增長，企業不斷更新和升級生產線設備，以適應新的生產需求和技術標準。隨之而來的是對維護人員技術水平和管理能力的更高要求，需要投入大量資源和精力來應對現代電池生產線所使用的裝備通常具有高度自動化和復雜的控制系統，涉及到大量的精密部件。因此，一旦出現故障或需要維護，就需要具備高超技術水平的維護人員進行修復和調整。而且，的特殊性，維護過程往往需要極高的精準度和專業性，任何疏忽或錯誤都可能導致生產電池制造企業需要通過數字化技術的應用，實現對生產設備的遠程監控、·業務數據傳輸可靠性仍需提升隨著電池制造工廠智能化技術的不斷應用和普及，諸如MES流程控制、機器視覺、數字孿生等先進技術已1.2電池制造企業數字化轉型關鍵趨勢·建立智能化的質量檢測系統能源電池制造企業建立智能化的質量檢測系統，已經成為企業數字化轉型的關鍵趨勢。智能化系統利用人工智能、大數據分析、物聯網等先進技術，實現了對電池生產過程中各個環節的據分析。通過對生產過程中的關鍵參數進行監測和分析，可以及時發現生產異常和質量問題的措施進行調整和改進，從而保障產品質量和生產效率。與傳統的質量檢測方法相比，智能實時監測：智能化系統能夠實時監測生產過程中的各項參數和指標，及時發現問題并進數據分析：通過對海量數據的分析，智能化系統可以發現隱藏在數據背后的規律和趨勢，幫助企智能預警：基于數據分析和預測模型，智能化系統可以提前預警潛在的質量問題，幫助企業因此，新能源電池制造企業建立智能化的質量檢測系統已經成為企業數字化轉型的關鍵趨勢，將有助于提·建設產線生產裝備數字孿生系統新能源電池制造企業建立產線數字孿生系統，以提升產線生產裝備的運維效率，已成為企業數關鍵趨勢。數字孿生系統是利用先進的數字技術，將實際生產環境中的物理系統建模成虛同步更新物理系統狀態的技術。通過建立產線數字孿生系統，企業可以實現以實時監測與預測：數字孿生系統可以實時監測產線各個裝備的運行狀態、性能參數和工分析和算法預測潛在的故障和問題，幫助企業提前采取維護和修復措施，避免生產中遠程控制與調整：通過數字孿生系統，運維人員可以遠程監控和控制產線裝備的運行狀態和參34電池制造工廠工業PON網絡建設規范研究報告智能決策支持：數字孿生系統可以提供多維度的數據分析和可視化展示，為企業管理層提供綜上所述，新能源電池制造企業建立產線數字孿生系統，不僅可以提升產線生產裝備的運維效率幫助企業實現智能化生產管理和持續優化，推動企業數字化轉型·建設極致可靠的數據傳輸網絡新能源電池制造企業建立極致可靠的數據傳輸網絡，已經成為企業數字化轉型的關鍵趨勢。在時代，數據傳輸網絡扮演著連接各個環節的重要角色，尤其對于制造業而言，構建可靠的數據其次，可靠的數據傳輸網絡有助于實現生產過程的實時監控和控制。通過網絡連接，生產管時監控生產環節的運行狀態和數據情況，及時發現和解決問題，提高生產效率和產品質實現遠程控制，使管理人員可以隨時隨地對生產過程1.3電池制造企業數字化轉型對網絡的關鍵訴求·具備充足穩定的傳輸帶寬、低傳輸時延能力在新能源電池的制造過程中，采用智能化質量檢測系統已成為提升產品質量的關鍵手段。這一像識別技術精準檢測電池的外觀及內部結構，并利用智能傳感技術測定電池的容量、電壓、電流數是否達到標準要求。圖1-1展示了網絡在新能源電池制造企業智能化檢測系統中的模塊化應用示意，體圖1-1電池制造企業智能化檢測系統模塊化示意圖圖示中，線陣、高清面陣、3D工業相機和傳感器被部署以采集待檢測產品的質量相關參數。這些包括高清圖像數據、傳感數據以及產線運行數據，它們通過工業PON網絡傳輸至視覺與傳感數據分析處理系統、MES（制造執行系統）和生產數據存儲數據庫。在這一過程中，視覺和傳感數據分析處理系統承擔著對產品質量數據進行深入分析的任務，其分析結果將實時指導產線上的執行設備采取相應的策略。同時，MES系統負責對產線運行數據進行分析，并據此通知產線設備執行合適的生產策略。此外，生產數據存儲數據庫則負責將生產和質量數據進行歸檔，為未來的質量追溯提供支持。這一整套流程確保了生產過上述各類工業相機、傳感器、PLC控制器、數據分析系統、MES服務器產生的數據，均需要網絡提供充足·降低網絡建造成本、提升網絡可擴展性隨著電池制造行業在生產線上廣泛應用信息化和智能化技術，需接入網絡的信息點數量持續增加，ICT基礎設施的建設成本不斷攀升。以車間的生產網絡為例，企業不得不對網絡布線、布線橋架、網絡機柜以及布線安裝等基礎設施投入大量資金。這些投資雖然增加了基礎建設的成本，但對于提升企業的數字化和智能化水平并沒有直接貢獻，進而影響了企業提高生產調度和管理能力如圖1-2所示，在新能源制造企業中，當采用傳統交換機組網方案時，設備信息接入點需通過網56電池制造工廠工業PON網絡建設規范研究報告圖1-2工業PON可有效降低ICT基礎設施的建設成本示意圖相比之下，工業PON網絡方案采用工業級ONU（光網絡單元），這些ONU采用DIN導軌安裝方式，直接部署在產線設備內部。設備信息接入點僅需通過大約2米的網線即可直接連接至ONU。而ONU與分光器、OLT（光線終端）之間則通過光纖互聯。具體而言，由于ONU配備了4或8個千兆ETH接口，因此光纖數量僅為網線數量的1/4或1/8。此外，每米光纖的成本僅為每米網線成本的1/5，從而顯著降低了線纜成本。以典型規模的光伏太陽能電池制造車間為例，車間大小約8萬平米，車間信息接入點位約2000個，分析工業PON網絡和傳統交換機網絡的造價如表1-1所示，采用工業PON網絡方案相較傳統網絡方案，ICT基礎設施建設成本可降低30%。這一舉措不僅使企業能夠節省更多資金，還進一步提升了數字化生產調度和管表1-1工業PON網絡和傳統交換機網絡造價對比工業PON網絡（單位：萬元）傳統交換機網絡（單位：萬元）75.366.053.4128.7182.1設備數量持續增長，設備間的互聯變得更為復雜，相應地，網絡故障的風險也隨之增加。因強數據傳輸網絡的可靠性變得尤為重要，以確保生產過程能夠如圖1-3所示，在電池制造企業采用傳統交換機組網方案時，設備信息接入點通過網線連接至交換機網絡。這種布局中，大量網線的部署通過走線橋架進行，容易引發電磁干擾問題，這不僅影響生靠傳輸，還可能導致生產業務中斷，增加故障發生的頻率。此外，由于這些網絡電纜經過長出現老化故障，且網線布線無冗余保護，導致生產業務中斷。網絡運維人員需要花費較長時相較之下，工業PON的組網方案中，ONU與分光器、OLT之間通過光纖互聯。光纖介質自身具有良好的抗電磁干擾特性，極大地提高了生產數據傳輸的可靠性。更進一步，光纖鏈路之間采用雙路徑方式部署，當主鏈路出現故障時，系統的自愈機制能夠在50ms內實現到備用冗余鏈路的自動切換。其中一路光纖鏈路需要修復或重新部署時，生產業務也能夠不受中斷地圖1-3工業PON可有效提升ICT基礎設施的可靠性示意圖與此同時，工業PON網絡的匯聚層的分光器是無源設備，相比傳統交換機網絡的匯聚設備，無需考慮供電可靠性、有源器件可靠性、軟件系統可靠性，因此分光器具備較高的可靠性和可用性。工業PON網絡顯著提升了企業生產網絡的可靠性和可用性，確保了生產業務此外，由于光纖和ONU部署在產線生產設備內，電池生·具備極致可靠、全鏈路冗余保護能力近年來，隨著MES制造執行系統、機器視覺、數字孿生等智能化技術的廣泛部署，生產過程變得更加自動化，設備間的信息交換也越來越頻繁，這對網絡的穩定性和可靠性提出了更高的標準。同時，78電池制造工廠工業PON網絡建設規范研究報告關鍵技術 02關鍵技術2.1工業PON網絡和傳統網絡方案差異2.1.1網絡架構差異傳統以太網交換機網絡，核心交換機部署于核心機房，匯聚交換機部署于生產車間弱電間、辦間或者樓層弱電間，接入交換機一般部署于生產車間機柜、辦公樓層弱電間。核心交換機、匯聚接入交換機之間通常采用光纖互連。生產車間機柜、辦公樓層弱電間的接入交換機提供標準的口，提供各種用戶終端的接入能力。從接入交換機到各種用戶終端采用網線，線纜長度通常不大于90米。工業PON網絡的核心交換機和OLT部署于核心機房，無源分光器通常放置于生產車間弱電間、辦公樓層弱電間，ONU放置于盡可能靠近最終接入終端的位置。核心交換機及OLT和ONU之間采用單模光纖互連。ONU提供標準的以太網端口，提供各種接入終端的接入能力。從ONU到各種接入終端采用網線，電圖2-1網絡架構差異表2-1工業PON網絡和傳統以太網交換機網絡比較工業PON網絡核心交換機&OLTONU2.1.2綜合布線差異工業PON網絡和傳統以太網交換機網絡在綜合布線上也有差異，主要是在接入層水平布線上有差異。傳統以太網交換機網絡的綜合布線中，核心交換機部署于園區的核心機房，匯聚交換機通常部署于弱電間，接入交換機通常部署于生產車間機柜或辦公樓層的弱電間。核心交換機和匯聚交換機之間，機和接入交換機之間都是采用光纖進行連接，但是從生產車間機柜或辦公樓層弱電間到接入設備線采用的是水平電纜，通常采用的水平電纜包括Cat5（5類線）、Cat6（6類線）、Cat6A（超6類線）、Cat7（7類線）、Cat7A（超7類線）等。工業PON網絡的綜合布線主要是采用光纖。核心交換機和OLT部署于園區的核心機房，弱電間只部署無源分光器，從核心機房到樓宇/樓層弱電間采用光纖進行連接。ONU設備部署于車間機臺或辦公桌面作區域，從弱電間到這些工作區域之間采用單模光纖進行圖2-2綜合布線差異傳統以太網交換機網絡主要由以太網交換機和網線組成，傳統以太網絡一般采用三層架構，主層、匯聚層和接入層；而工業PON網絡架構采用扁平化二層架構，主要包括核心層和接入層，減少了匯聚層。工業PON網絡一般采用OLT和ONU設備，中間采用的是單模光纖進行連接。電池制造工廠工業PON網絡建設規范研究報告工業PON網絡和傳統以太網交換機網絡的主干布線、水平布線的差異如下表所示。表2-2工業PON網絡和傳統以太網交換機網絡的比較工業PON網絡2.1.3差異總結工業PON網絡和傳統以太網交換機網絡相比，在網絡架構和綜合布線方面存在差異。工業PON網絡架構更加扁平、簡化，綜合布線更加輕量化，更加適用于電池制造2.2工業PON網絡關鍵技術2.2.1可靠性保障技術可靠性保障技術是確保數據傳輸穩定性和連續性的關鍵，在工業PON網絡的構建中，光纖鏈路保護采用TypeB和TypeC兩種保護方案來提高網絡的可靠性。TypeB保護方案專注于OLT與分光器之間的主干光纖鏈路保護，適用于電池制造工廠的辦公網絡和安防TypeC保護方案提供全鏈路的雙冗余保護，覆蓋從OLT到分光器之間的主干光纖鏈路，以及分光器和ONU之間的分支光纖鏈路。這種方案因其全方位的保護而具有最高的可靠性。為了進一步增強網絡的自愈能力，降低光纖鏈路故障導致的系統切換自愈時間，TypeC方案還結合了快速倒換和雙發選收技術，確保光纖鏈路出現故障時，生產業務不會中斷。因此，TypeC保護方案適用于電池制造工廠的車間生產網2.2.2確定性低時延技術電池制造企業在遠程工業控制、機器人協同作業等應用場景不但對工業PON有低時延有明確要求，更要求工業PON能夠保障時延抖動不能過大，即工業PON具備確定性時延技術，實現遠程控制、遠程協作類業通用的PON傳輸技術采用動態帶寬時隙分配機制、傳統交換機傳輸技術采用統計復用分配機制，以最大限度提升線路帶寬資源的利用率。動態帶寬時隙和統計復用分配技術，不同終端的業務數據共享設備的轉發資源，傳輸時延會受到業務數據流量和包長的影響，時延時大時工業PON采用固定帶寬分配技術降低動態帶寬調整引入的時延和抖動，同時采用單幀多突發技術提升數據調度頻率，從而降低傳輸時延。相比普通PON技術工業PON技術的最大傳輸時延由2ms~10ms降低至100us。2.2.3固定帶寬保障技術電池制造車間的生產網絡承載了多項重要業務，包括MES、數據采集、工業控制和AI質檢等。這些業務需要穩定的端到端帶寬支持，以確保不會因為突發流量而導致數據丟失。采用工業PON的時分復用和固定帶寬分配技術，能夠為電池制造車間提供可靠的端到端帶寬通道，確保不同終端之間的業務具備資源。電池制造車間的AI質檢業務的大帶寬和高突發的業務流量將不會搶占或干擾MES、數采、工業控制等業務流量的帶寬，并提高生產業務數據傳輸2.2.4專網切片技術電池制造企業園區通常需要構建多個物理網絡，包括車間生產網、企業安PON網絡的專網切片技術可以將這些網絡統一承載在一張物理網絡上。這樣做不僅可以有效減少網絡設備的數量，提高網絡設備的利用率，簡化企業的運維負擔，還能夠確保不同專網之間的轉發資2.2.5智能運維技術隨著電池制造企業網絡規模和復雜度的持續增加，網絡運維的復雜度也在不來降低對運維人員技能的要求，從而降低運營支出。工業PON的智能運維技術可以實現網絡性能感知，實時監測網絡的運行狀態和健康狀況（如網絡帶寬、時延、誤碼丟包等），并支持對網綜合分析和處理。此外，結合人工智能技術，還可以提供網絡故障自動檢測和網絡狀態主動預測2.2.6遠程供電技術由于電池制造工廠的現場環境復雜多樣，存在一些工廠內難以為ONU設備供電的問題。例如，一些電池制造工廠不允許使用產線生產設備的供電系統為ONU供電。工業PON網絡的遠程供電技術可以采用集中供電單元通過光電復合纜遠程為ONU供電，既可以通過光纖傳輸數據，同時還可以為工業現場的ONU設備電池制造工廠工業PON網絡建設規范研究報告 03工業PON建設原則和關鍵因素 033.1建設原則客戶需求優先原則：規劃設計一定要基于客戶標書或者應用場景等正式需求文件進行設計，滿可靠性原則：組網和設備可靠性需滿足客戶要求，充分考慮設備及物理線路可擴展性原則：網絡設備以及ODN基礎設施需具備可擴展性，如OLT有可用于擴展的槽位，ONU具有多余的空閑接口，光纜有一定的光纖資源預留，光路連接設備有多余的連接接口，以及安裝空方便后續滿足其他業務接入、帶寬及信息節點擴容、網絡整體經濟性原則：需考慮網絡系統綜合成本最優，要統籌考慮設備成本、工程成本、維護成本，以及易實施性原則：項目建設要盡量做到線纜少、節點少，布線路由合理，布線空間充足，設備安裝易維護性原則：選擇通用型的基礎設施結構件及3.2組網架構設計電池制造工廠網絡根據服務對象及功能屬性，一般配備生產網、辦公網、產系統主要包括企業資源規劃系統ERP、產品生命周期管理系統PLM系統、制造執行系統MES等；安防網服務于安防系統包括廠務監控系統FMCS等。辦公網服務于辦公系統滿足企業員工日常辦公需要。上述應用網絡根據安全性要求、系統規模和生產組織管理的使用需求，可組合式選擇物理隔離網絡或電池制造工廠企業為了最大限度的確保生產數據傳輸的可靠性和安全性，網絡。工業PON專網切片技術為安防網、辦公網提供了全新的組網方案。網絡組網架構推薦二種方式：方式2：生產網、安防網、辦公網獨立建網。應根據具體的項目客戶需求，選擇匹配客戶需求的組網架構。下文將詳細介紹二種組網架構方3.2.1生產網獨立建網，安防網和辦公網融合建網圖3-1生產網獨立、安防和辦公網融合生產網絡獨立建網，其接入層至核心層的網絡設備和光纖鏈路與辦公網和安防網的網絡設備大程度上保證生產網絡的獨立性、可靠性、安全性。生產網絡與辦公、安防網之間通辦公網和安防網融合組網，工業PON專網切片技術，可為辦公網、安防網分配獨立的專網切片，切片間流量數據相互隔離。可以在確保安全性的同時，降低網絡設備數量、建設工作量，減少網絡建3.2.2生產網、安防網、辦公網，獨立建網如圖3-2所示，生產網、安防網、辦公網完全獨立建網，最大限度的保持生產業務、安防業務、辦公業務的獨立性、可靠性、安全性。安防網和辦公網的設備接口資源、光纖基礎設施不能互相利用，設電池制造工廠工業PON網絡建設規范研究報告圖3-2生產網、安防網、辦公網獨立圖3-3GPON技術和XGS-PON技術上下行帶寬說明3.2.3組網架構推薦參考建議根據實際項目場景，結合安全隔離性要求、建網成本要求，選擇合適的組網結構，推薦參考如下表所示。表3-1工業PON網絡組網架構推薦參考表低高3.3PON技術選擇3.3.1PON技術介紹工業PON網絡PON技術包括：GPON、XGS-PON、XGS-PON&GPONComboPON技術。其中，GPON技術OLT單個PON口下行帶寬2.5Gbps、上行帶寬1.25Gbps。XGS-PON技術OLT單個PON口上行、下行帶寬均為10Gbps。XGS-PON&GPONComboPON技術是GPON和XGS-PON技術融合接入技術，同時支持GPON業務通道和XGS-PON業務通道進行業務數據傳輸，GPON/XGS-PON業務通道采用不同的光波長獨立傳輸。支持XGS-PON&GPONComboPON技術的業務單板的PON口支持同時接入GPON和XGS-PON類型的ONU。圖3-4XGS-PON&GPONComboPON技術上下行帶寬說明3.3.2生產網PON技術選擇電池制造工廠各類生產業務對帶寬要求不同，可根據不同的帶寬需求選擇不同的PON技術，避免造成帶寬電池制造工廠工業PON網絡建設規范研究報告·高流量場景高清質檢業務：高清質檢業務的終端高清工業相機，由于工業相機數據傳輸通常是不壓縮的例如，高清工業相機的分辨率是1280*960，幀率是30fps，單像素bit數是8，那么一臺工業相機所需要的帶寬為1280*960*30*8/1024/1024=281.25Mbps。此類高清AI質檢業務的產線推薦采用XGS-PON·普通流量場景普通質檢業務：普通質檢業務的終端是普通工業相機，此類工業相機的分辨率不高，幀率較寬通常小于100Mbps，推薦采用GPON技術。MES業務：MES工控機、PC、掃碼終端，對帶寬需求不高，所需的帶寬通常小于12Mbps，推薦采用GPON技術。數采業務：MES工控機、機器信息接口、數采網關，對帶寬需求不高，所需的帶寬通常小于12Mbps，推薦采用GPON技術。無線AP業務：PDA終端、手機、PAD、PC、AGV，對帶寬需求不高，所需的帶寬通常小于20Mbps，推薦采用GPON技術。表3-2生產網常見業務類型與網絡帶寬要求表3-2生產網常見業務類型與網絡帶寬要求PON技術200Mbps~500MbpsXGS-PON~100MbpsGPONMES~12MbpsGPON數采~12MbpsGPON1無線AP~20MbpsGPON如表3-2所示，根據生產網常見業務的帶寬需求，生產網推薦采用XGS-PON&GPONComboPON技術實現對高清質檢、MES、數采等業務的綜合承載。3.3.3辦公網PON技術選擇辦公網有線接入類終端類型包括PC、打印機、會議終端等，此類業務所需的峰值帶寬約100Mbps，平均帶寬約40Mbps，因此推薦采用GPON技術。辦公網無線Wi-FiAP接入場景，隨著無線辦公趨勢的發展單AP接入用戶的數量和單用戶的峰值流量越來越高，單AP上行帶寬需求較高，單AP峰值帶寬約1000Mbps，平均帶寬約200Mbps。因此，推薦采用XGS-PON技術。表3-3辦公網常見業務類型與網絡帶寬要求PON技術40Mbps~100MbpsGPONWi-FiAP200Mbs~1000MbpsXGS-PON如表3-3所示，根據辦公網常見業務的帶寬需求，辦公網推薦采用XGS-PON&GPONComboPON3.3.4安防網PON技術選擇安防網高清視頻攝像頭的帶寬需求約12Mbps，推薦采用GPON技術。3.3.5PON技術選擇推薦綜上所述，生產網、辦公網、安防網根據業務流量實際需要選擇適合的PON技術，在滿足業務流量對帶寬需求的同時，避免造成帶寬資源和投資的浪費，PON技術推薦如下表所示。表3-4PON技術選擇推薦參考表推薦PON技術XGS-PON&GPONComboPONXGS-PON&GPONComboPONGPON電池制造工廠工業PON網絡建設規范研究報告3.4組網保護設計在工業PON網絡的構建中，光纖鏈路保護采用TypeB和TypeC兩種保護方案來提高網絡的可靠性。3.4.1TypeB保護工業PON網絡的TypeB組網保護方式：PON網絡中OLT的PON口、主干光纖均雙路冗余的保護。單歸屬保護方式：分光器的2根上行光纖（主干光纖）接到1臺OLT的2個不同PON端口進行保護。雙歸屬保護方式：分光器的2根上行光纖（主干光纖）分別接到2臺OLT的不同PON端口進行保護。圖3-5工業PON網絡TypeB組網保護方式TypeB雙歸屬保護方式可實現對主干光纖和OLT（包括OLT設備，OLT的PON端口和OLT的上行端TypeB雙歸屬保護方式需配置2臺獨立的OLT設備（雙倍的PON端口數量2：N的分光器，雙倍的主干光纜，通用的單PON口上行的ONU設備。電池制造工廠園區的辦公網、安防網推薦采用TypeB雙歸屬的方式進行組網保護。3.4.2TypeC保護工業PON組網的TypeC組網保護方式：PON網絡中OLT的PON口、ONU的PON口、主干光纖、配線單歸屬保護方式：不同的分光器上行光纖（主干光纖）接到1臺OLT的2個不同PON端口進行保護。雙歸屬保護方式：不同的分光器上行光纖（主干光纖）分別接到2臺OLT的不同PON端口進行保護。TypeC雙歸屬保護方式可實現對OLT（包括OLT設備，OLT的PON端口和OLT的上行端口）、主干光纜、分光器、配線光纜和ONU上行PON端口的保護。圖3-6工業PON網絡TypeC組網保護方式TypeC雙歸屬保護方式需配置2臺獨立的OLT設備（雙倍的PON端口數量），雙倍的1：N分光器，雙倍的主干光纜，雙倍的配線光纜及支持雙PON口上行的ONU設備。TypeC雙歸屬保護支持了端到端的冗余備份保護，可靠性高，電池制造工廠的生產網推薦采用TypeC雙3.4.3組網保護方案推薦TypeC雙歸屬保護方式相比TypeB雙歸屬保護方式可靠性更高，但需要冗余配置分光器、分支光纖、ONUPON光模塊，會額外增加建網成本。工業PON網絡保護方式的需綜合考慮業務可靠性要求和表3-5保護方式選擇推薦參考表TypeC雙歸屬OLT設備，OLT的PON端口和OLT線光纜和ONU上行PON端口TypeB雙歸屬OLT設備，OLT的PON端口和OLT1920電池制造工廠工業PON網絡建設規范研究報告3.5分光比設計3.5.1分光比設計原則分光比是指單個OLTPON口下實際接入ONU的最大數量。分光比的設計應滿足OLTPON口下ONUETH口所接入業務對帶寬的要求。ONUETH口可提供的保證帶寬和分光比的計算如下表所示：表3-6業務帶寬和分光比計算關系PON技術PON口帶寬ONUETH口數GPON~1024MbpsSPLnETHn1024/(SPL_n*ETH__n)XGS-PON~10240MbpsSPLnETHn10240/(SPL_n*ETH__n)結合電池制造工廠的業務特征，推薦典型的分光比設計原則（1）4口ONU推薦采用1:16分光比。GPON場景，ONU單ETH口保證帶寬16Mbps，峰值帶寬1000Mbps。XGS-PON場景，ONU單ETH口保證帶寬160Mbps，峰值帶寬10000Mbps。（2）8口ONU推薦采用1:8分光比。GPON場景，ONU單ETH口保證帶寬16Mbps，峰值帶寬1000Mbps。XGS-PON場景，ONU單ETH口保證帶寬160Mbps，峰值帶寬10000Mbps。（3）24口ONU推薦采用1:4分光比。GPON場景，ONU單ETH口保證帶寬10Mbps，峰值帶寬1000Mbps。XGS-PON場景，ONU單ETH口保證帶寬100Mbps，峰值帶寬10000Mbps。（4）4口ONU和8口ONU混用的場景，推薦采用1:8分光比。（5）ONUETH口的保證帶寬可以根據實際需求進行配置，上述提供的是用于設計分光比的典型保證帶寬。3.5.2分光器選型原則分光比確定后，分光器選型應預留一定數量的端口用于擴展、擴容。分光器選型推薦（2）推薦采用2:N分光器，可以同時應用于TypeB和TypeC兩種組網保護方式。（3）1:16分光比，推薦采用2:16分光器。一臺機架式分光器，內置2組2:16分光器。（4）1:8分光比，推薦采用2:8分光器。一臺機架式分光器，內置3組2:8分光器。（5）1:4分光比，推薦采用2:8分光器。一臺機架式分光器，內置3組2:8分光器。（6）光分路器只分光功率，不分帶寬，每臺ONU的帶寬可以由OLT動態分配。工業PON建設規范 04工業PON建設規范4.1生產網絡建設規范4.1.1網絡架構要求生產網網絡架構如圖4-1所示。網絡核心層由生產核心交換機和光匯聚OLT設備構成，部署在工廠的中心機房。匯聚層由無源分光器構成，通常部署在工廠車間的弱電間或車間機柜。接入層由工業級ONU構成，ONU部署在機器機柜內或機器附近的信息箱。圖4-1工業PON網絡生產網絡架構示意生產網絡采用TypeC雙歸屬保護組網。在核心層，需要配置2臺OLT設備互為保護備份、分擔業務流量，確保了核心層網絡的可靠性。在匯聚層，無源分光器兩臺一組互為備份，確保了匯聚層設備的可纖鏈路方面，從核心層OLT至接入層ONU的光纖鏈路均采用雙冗余保護，確保物理傳輸介質的可靠性。電池制造工廠工業PON網絡建設規范研究報告4.1.2綜合布線要求圖4-2生產網綜合布線方案·OLT安裝部署要求生產網OLT和核心交換機部署在園區機房，安裝在19英寸標準機柜中，OLT通過光纖跳線與核心交換機建園區機房應配置相應數量的光纖熔纖配線單元ODF，用于室外多芯光纜的熔纖配線。光纖熔纖配線單元ODF安裝在19英寸標準機柜中，ODF產品形態如圖4-3所示。圖4-31U48口SC/UPCODF子架·分光器安裝部署要求宜采用上架式分光器安裝在19英寸標準機柜中，機柜如圖4-5示意。根據生產車間ONU的分布密度規劃機柜的數量和部署位置。機柜通常部署在工廠車間頂部夾層或地面的空間，以滿足附近ONU光纖接入的需求。分光器產品如圖4-4所示，分光器的接口類型應為SC/UPC接口，1U尺寸的上架式分光器內可配置3組2:8，2組2:16，1組2:32分光器。圖4-4上架式分光器圖4-5標準19英寸22U機柜示意安裝分光器的機柜中部署的分光器的數量應根據附近接入ONU的數量計算。例如，附近ONU數量是64臺，分光比設計為1:16，那么分光器的數量為2臺（每臺配置2組2:16分光器）。需要注意的是安裝分光器的機柜中還應配置相應數量的光纖熔纖配線單元ODF，以滿足熔纖配線的需要。安裝OLT的園區機房的ODF和分光器機柜的ODF之間建議采用12芯~24芯的多芯鎧裝光纜連接。·ONU安裝部署要求電池制造工廠產線生產機臺內通常配有DIN導軌安裝件，DIN導軌安裝工業級空開的標準安裝方式。如圖4-6所示，ONU宜采用標準DIN導軌的方式安裝在產線生產設備內的DIN導軌上。在一些特殊的場景，也可采用掛壁式安裝，安裝在產線生產設備內的空余空間。2324電池制造工廠工業PON網絡建設規范研究報告圖4-6ONUDIN導軌安裝和掛壁式安裝示意ONU和機架式分光器之間建議采用室內2芯蝶形光纜連接，一芯用于冗余備份。如圖4-7所示，蝶形光纜主要是有3個部分構成，第一部分是單模光纖（通常是單芯，也有雙芯的），放置于蝶形光纜中心；第二部分是加強件，放置于光纜的兩側；第三部分是低煙無鹵的護套，對光纜進行保護。蝶形光纜通常為3.0±0.1mm×2.0±0.1mm。圖4-7室內蝶形光纜示意圖亦可選擇2端預成端SC/UPC接頭的定長光纖，如圖4-8所示。采用預成端的光纖，可以免去現場熔纖操作，同時減少光纖熔纖配線單元ODF的數量和安裝空間。定長光纖的長度可根據大多數ONU到分光器信息箱的距離加上留有充足余量確定，超過的部分可以在光纖走線架中迂回走線。若超過部分過慮將分光器信息箱側的一端根據實際所需長度圖4-8室內預成端皮線光纖ONU供電方案有如下兩種可供選擇：方案一：建議在產線生產設備內預留220V交流供電插座接口，并且在供電插座接口和產線生產設備用電之間采用空開隔離。此方案不僅能夠確保ONU供電的可靠性，而且在經濟上是最合適的選擇。方案二：選用集成了POF供電單元的分光器設備，通過POF光電復合纜給ONU遠程供電。此方案綜合成4.1.3設備選型要求OLT設備選型要求（1）OLT宜配置XGS-PON&GPONComboPON板卡實現對高清質檢、MES、數采等業務的綜合（2）OLT選型時應根據PON端口數量選擇相應規格的OLT。OLTPON端口數量根據ONU的總數量，結合選定的分光器的分光比（如果考慮分光器有預留，需要考慮分光器下實際帶ONU的個數）進行計算得PON端口數量=ONU總數÷分光比參數。（3）OLT宜具備不少于8個10GE以太光口，確保OLT與核心或服務器之間的交換容量充足。亦可根據服務器和核心交換機交換容量需求，配置相應數量的OLT10GE以太光口。（4）OLT設備應支持主控單板1+1備份，應支持TypeC雙歸屬保護組網。（5）OLT應支持給生產網控制類業務分配固定的可保障帶寬。（6）OLT宜支持單幀多突、免開窗、固定時隙分配等確定性低時延技術，OLT和ONU之間的單向傳輸時延宜小于200us。（7）OLT應支持SNMP/Netconf管理協議與網絡管理系統對接，實現對PON系統的可視化管理和運維。2526電池制造工廠工業PON網絡建設規范研究報告·ONU設備選型要求（1）ONU設備安裝在生產車間，因此生產現場的環境參數是ONU選型的重要考量因素。部分生產車間（例如光伏太陽能電池制造車間）是無塵恒溫車間，ONU工作環境參數要求相對友好。部分電池制造車間支持工業級-40~70℃寬溫。（2）高清質檢業務宜選擇XGS-PONONU，質檢、MES、數采、無線AP回傳業務宜選擇GPONONU。（3）ONU應支持給生產網控制類業務分配固定的可保障帶寬。（4）ONU宜支持單幀多突、免開窗、固定時隙分配等確定性低時延技術，OLT和ONU之間的單向傳輸時延宜小于200us。（5）宜選擇雙PON口上行的ONU以支持TypeC保護組網。（6）宜選擇支持DIN導軌安裝的ONU以匹配生產機臺安裝方式。（7）ONU宜具備4/8個千兆ETH接口，若安裝ONU的生產工序機臺中信息接入點位小于4個宜選擇具備4GE千兆ETH口的ONU，若其信息接入點位大于4個小于8個宜選擇具備8GE千兆ETH口的ONU。（8）ONU宜支持光電復合纜遠程供電接口，適配ONU無法從生產機臺取電的場景。4.2辦公網絡建設規范企業園區辦公網絡是企業員工日常處理工作的重要載體，供應部門、行政部門等均需要辦公網絡來承載日常的工作內容，辦公網絡的性能好壞對企業正4.2.1網絡架構要求辦公網網絡架構如圖4-9所示。網絡核心層由核心交換機和OLT設備構成，部署在園區中心機房。匯聚層由無源分光器構成，通常部署在辦公樓層弱電間。接入層由園區ONU構成，ONU部署在辦公間的信息箱圖4-9辦公網絡架構示意4.2.2綜合布線要求模式一：全光網絡綜合布線模式，光纖部署到辦公間內，ONU安裝在辦公間或桌面。模式二：傳統網絡綜合布線模式，光纖部署到樓層弱電間，ONU安裝在樓層弱電間。優先推薦全光綜合布線模式，可以有效簡化綜合布線、降低綜合布線造價。對于綜合布線已經署、辦公間或桌面由于條件限制無法安裝ONU的場景可以采用傳統綜合布線模式。圖4-10辦公網絡架構示意28電池制造工廠工業PON網絡建設規范研究報告·OLT安裝部署要求辦公網OLT和核心交換機部署在園區機房，安裝在19英寸標準機柜中，OLT通過光纖跳線與核心交換機建立連接。和生產網相同，機柜中應配置相應數量的光纖熔纖配線單元ODF。·分光器安裝部署要求宜采用上架式分光器安裝在19英寸標準機柜中，機柜部署于辦公區域的樓層弱電間。安裝分光器的機柜中還應配置相應數量的光纖熔纖配線單元ODF，安裝OLT的園區機房的ODF和分光器機柜的ODF之間建議·ONU安裝部署要求如圖4-11所示，電池制造工廠辦公園區一般包括會議室/辦公室，開間桌面辦公區，公共活動區AP和攝像頭接入場景，上述場景的ONU安裝部署的方式不同。圖4-11PON網絡在辦公場景的應用會議室、辦公室推薦采用光纖到房間（辦公室）的部署方式，每個獨立辦公室布放一路光纖（宜布放2路光纖，一根使用，一根備份），在辦公室內按需部署4口或8口ONU（圖4-12），用于承載辦公室內有線網絡、無線網絡、打印機、門禁等業務接入。獨立辦公室內部署嵌墻式信息箱（圖4-13），可把ONU安裝在信息箱內部。ONU信息箱的設計可以參考圖4-14。圖4-13信息箱安裝示意圖4-14信息箱設計示意（可安裝1臺4/8GE口ONU）開間桌面辦公區場景，建議采用光纖到辦公桌的部署方式，每兩個或四個辦公座位共享一臺4/8口ONU。ONU可安裝在辦公桌下方的信息箱內（圖4-15）。推薦在辦公桌附近的墻面安裝86盒光纖SC面板，來自于弱電間的光纖在SC面板熔纖成端。桌面ONU采用成品光纖跳纖接入光纖SC面板。辦公桌的位置變更時，ONU可接入附近的光纖SC面板，便于靈活調整。圖4-124/8口ONU款型示意圖4-15桌面底部信息箱設計示意2730電池制造工廠工業PON網絡建設規范研究報告公共活動區域的Wi-FiAP和攝像頭接入場景，宜采用24口支持POE功能的ONU（圖4-16采用機架安圖4-1624口ONU機架安裝在弱電間4.2.3設備選型要求·OLT設備選型要求（1）OLT宜配置XGS-PON&GPONComboPON板卡實現對辦公網各類有線業務、無線回傳業務的（2）OLT選型時應根據PON端口數量選擇相應規格的OLT。OLTPON端口數量根據ONU的總數量，結合選定的分光器的分光比（如果考慮分光器有預留，需要考慮分光器下實際帶ONU的個數）進行計算得PON端口數量=ONU總數÷分光比參數。（3）OLT宜具備不少于8個10GE以太光口，確保OLT與核心或服務器之間的交換容量充足。亦可根據服務器和核心交換機交換容量需求，配置相應數量的OLT10GE以太光口。（4）OLT設備應支持主控單板1+1備份，應支持TypeB雙歸屬保護組網。（5）OLT應支持給各類辦公業務分配保證帶寬或最大帶寬。（6）OLT應支持SNMP/Netconf管理協議與網絡管理系統對接，實現對PON系統的可視化管理和運·ONU設備選型要求（1）根據不同區域的信息點數量要求、業務類型要求選擇不同的ONU型號，見表4-1。例如辦公室，可考慮選擇2GE口的86面板式ONU。例如電梯間/走廊等公共區域，可考慮就近放置信息箱，若無法放置信息箱，可考慮在弱電間放置24GE口的ONU。（2）PC、打印機、會議終端等有線業務宜選擇GPONONU，辦公無線AP回傳業務宜選擇XGS-PONONU。（3）ONU應支持給各類辦公業務分配保證帶寬或最大帶寬。（4）ONU宜支持光電復合纜遠程供電接口，適配ONU無法從辦公現場取電的場景。表4-1辦公網ONU選型參考PON接口要求UNI接口要求數據接入，WIFI接入GPON2*GEETH口，可選Wi-Fi86信息面板安裝辦公室2GPON1*GE，1*POTS口86信息面板安裝數據接入，Wi-FiAP接入XGS-PON4/8*GEETH口，POE供電GPON4/8*GEETH口數據接入，Wi-FiAP接入XGS-PON24*GEETH口，POE供電4.3安防網絡建設規范安防網包括生產車間視頻安防監控系統、辦公區域視頻停車庫（場）管理系統等。工業PON網絡方案針對視頻安防監控網采用光纖承載方式，通過無源光纖網絡4.3.1網絡架構要求電池制造企業存在安防網獨立建網和安防網與辦公網融合建網兩種方式。4-17所示。網絡核心層建設獨立的核心交換機和光匯聚OLT設備，部署在園區中心機房。匯聚層由無源分光器構成，室內場景通常部署在樓層弱電間，室外場景通常部署在室外柜。接入層由園區ONU構成，室內場景，ONU通常部署在樓層弱電間，室外場景ONU通常部署在攝像頭旁的遠端信息箱。圖4-17安防網絡架構示意29電池制造工廠工業PON網絡建設規范研究報告4.3.2綜合布線要求·OLT安裝部署要求安防網OLT和核心交換機部署在園區機房，安裝在19英寸標準機柜中，OLT通過光纖跳線與核心交換機建立連接。和辦公網相同，機柜中應配置相應數量的光纖熔纖配線單元ODF。·分光器和ONU安裝部署要求生產車間、辦公區的公共活動區域、室外場景中，安防網分光器和ONU安裝部署要求如下。對于生產車間區域，如圖4-18所示，推薦將機架式分光器部署在車間弱電間的機柜，安裝OLT的園區機房的ODF和分光器機柜的ODF之間建議采用12芯~24芯的多芯鎧裝光纜連接。在每6-8個攝像頭附近的墻面圖4-19辦公區公共活動區推薦綜合布線模式圖4-18生產車間區推薦綜合布線模式對于辦公區的公共活動區域，如圖4-19所示，推薦將機架式分光器和ONU部署在室內樓層弱電間的機柜。根據樓層攝像頭的數量，選擇8至24GE口的ONU。ONU支持通過PoE的方式給室內攝像頭遠程供電。對于室外場景，如圖4-20所示，推薦將盒式分光器部署在附近的弱電間或室外柜中，安裝OLT的園區機房的ODF和分光器機柜的ODF之間建議采用12芯~24邊的遠端信息箱