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F5G 成未来智能工业领域的必备基础设施

新基建问世，吹皱一池春水 。
顶层设计的定调，政策的陆续加码，意味着对应的产业红利也如期而至 。
作为未来数字经济时代的基础设施，新基建最具爆发力和现实价值的一环，5G（移动）与 F5G（固网）这对网络技术孪生兄弟，正扮演着推动产业基础设施建设的排头兵角色，挑大梁之重任，不言而喻 。
无论是医药医疗、金融教育，亦或是工业制造、城市交通等领域，用高新技术武装，加快智能化转型，在智能化新浪潮中塑造新优势，已成为了千行百业的同向选择 。
技术的换挡提速，无人化生产的需求旺盛，无形中也对 F5G（第五代固网）在带宽、时延、吞吐量和包丢失率、连接数等方面提出了更高要求 。
从国家数字经济建设方向来看，为了对冲疫情影响，激发经济新动能，支撑各领域的创新发展，进行大带宽、低时延、高可靠性、部署简单的全光网络升级，已迫在眉睫 。
一、什么是 F5G？作为移动 5G 的孪生兄弟，F5G 道行有多深？
虽然 5G 已被提到老掉牙，但在 5G 前面加个 F 的 F5G，却知之者甚少 。
不过当揭开固网正迈入以 10G PON、Wi-Fi 6、200G/400G 等技术为代表的第五代，也就是所谓的 F5G 这层概念面纱时，相信很多人对它的认知便豁然开朗了 。
说白了，F5G 其实就是第五代固定网络，即光纤宽带 。与前一代固网把光纤连接到家有所不同，这一代的 F5G 光改升级，带动的却是整个国家产业的一次全面升级，是一次国家级的大战略部署 。

F5G 成未来智能工业领域的必备基础设施
文章插图
虽然相比于移动 5G 的广为人知，全光网 F5G 的知名度则显得要平淡许多 。但情有可原之处在于，人家是 2 月 25 日，欧洲电信标准协会（ETSI）才正式成立第五代固定网络工作组（ETSI ISG F5G），推进标准化工作 。
不过几个月的时间，F5G 在全球各大产业的上下游铺设推进上，便在以一种超乎想象的速度，另辟起一条新型的基础设施投资“潮涌”赛道 。
来自世界银行的研究报告就显示，宽带普及率每提升 10%，就能为社会带来最高 1.38%的 GDP 增幅 。更何况在疫情期间，加速 5G 与 F5G 的推进与部署，早已成为了各国抢占全球产业竞争制高点，实现跨越式发展的战略着力点 。对未来数字经济的发展推动，重要性几何，可想而知 。
实际上，F5G 与 5G 这两个代表“固网”和“移动网”的最新技术，在场景应用上为互为补充关系，支撑着各行业数字化转型，推动全社会进入数字化、智能化时代 。
F5G 往往是面向家庭、企业、工厂、医院等固定性、大带宽、低时延和高安全的场景，提供高性能宽带服务；而 5G 一般适用于手机、无人机、车联网等室外或移动应用场景 。一般在光纤可达的情况下，一定是优先选择 F5G，因为 F5G 能带来更大带宽、更低时延，和更稳定、更安全、更可靠的网络特性 。
由于这两者同宗同源，因此也就有了业内人常说的：5G 时代看双网，天上一张，地上一张 。
而在技术的应用上，F5G 作为 5G 的孪生兄弟，相比前几代固定网络技术，这一代更是在带宽、联接容量和用户体验，这三大方面拥有十倍级的提升，并在千行百业实现更深度的产业融合 。
第一个十倍提升是带宽，也就是网络速率的提升 。F5G 将光纤到户的百兆速率提升到千兆，也就是 1 个 G 的水平，而达到一个楼宇的速率，会达到 10G-100G 水平，而大型综合园区则会达到 T 级别 。
第二个十倍提升是连接的终端数量，也就是全光联接 。在全光网络中，任何设备都可以用光联起来，这意味着以前的光纤只是到家，现在的 F5G 能到家庭里的每个房间，每个屋，每个 Wi-Fi，在工业场景，它会到达每台设备 。
第三个十倍提升是关于网络体验，时延缩短 90% 。F5G 光网络的时延，可以达到微秒级，也就是毫秒的千分之一 。
当然，微秒级的时延在带来更优网络体验外，更重要的价值还在于能够满足各种各样的业务场景，匹配更多工业级应用，保证重要业务的可靠性达到 99.999%. 的工业级水准 。
与过去的光纤入户有所不同，新基建下的 F5G，由于具备大带宽、低时延、泛联接的特征，不仅可满足高质量网络联接与信息服务新需求，同时在应用上的最大变化就是，将千兆光网从家庭延伸至智慧交通、智能制造、智慧教育等垂直领域，满足产业互联网中成百上千台设备联动，以及海量数据的微秒级传输和高峰值需求 。
2019 年 7 月，华为基于对客户需求的深刻理解，就面向企业市场推出的智简全光网战略，重点聚焦在全光园区、全光数据中心、全光传送三大应用场景，向千行百业提供创新的 F5G 信息基础设施解决方案，更大程度地激发产业生态走向应用成熟 。
截至 2020 年上半年，华为全光承载解决方案已应用于 158 个国家和地区的 3800 多个客户，服务政府、能源、交通、教育、医疗等多个行业，在推动 F5G 新兴信息基础设施的产业应用上，华为显然做出了积极示范 。
二、F5G 在各行业中的应用价值：数字化转型与工业互联等垂直行业应用成刚需
从历代信息技术的演进历史来看，每一次技术代际更替，将必然带动各类新产业、新业态与新模式的交替 。
F2G 时代，固网技术演进到 ADSL，那时的网络带宽只有 2M，但却不妨碍上网冲浪与电子邮件等体验，带动了互联网产业的最初繁荣，这一时期，诞生了百度、腾讯、阿里、网易及搜狐等一大批明星互联网公司 。
进入 F3G 时代，固网引入了 VDSL 等技术，网速的十倍提升，支撑起爱奇艺、土豆、PPTV 等一批互联网视频平台的崛起，社交网络也在这一时期得到了前所未有的繁荣 。
到了 F4G 时代，固网基于 GPON/EPON 技术的全光接入 。百兆光纤到户的普及，造就了抖音、快手等为代表的新兴直播平台的崛起，以共享单车、共享充电宝、共享汽车为代表的共享经济企业，也在这一时期得以繁荣发展 。
而今 F5G 来到了千兆光纤全光联接的阶段，从技术供给端来看，F5G 不仅能为工业制造、智慧园区、智慧城市等产业提供高网速、低时延、大吞吐量、高稳定性的底层技术网络支撑，同时也能为各产业发展提供终端设备、应用、平台的更新升级 。
而随着千兆光网在产业应用上的不断成熟，未来 F5G 将从信息传输速率上抬升各行各业的运作效率，加速整个社会的智能化转型，进而带动数字经济不断壮大 。
1、现实生活中的固网升级需求痛点：
虽然疫情期间，学生在家上网课，白领在家上班，专家远程会诊，云上新业态与新模式得到了爆发增长，这充分验证了 5G 智能未来的可行性和价值 。但对应的网络卡顿、掉线等问题，也暴露出现有的固网质量还不足以支撑这些高带宽、低时延等新兴业务的发展 。
艾媒咨询数据显示，2020 年中国在线教育的用户数将超过 3 亿，而网课不卡顿对上下行对称带宽的要求是不低于 100Mbps，需要匹配运营商 500Mbps 的宽带套餐；中国远程办公企业规模目前已经超过 1800 万家，光华为公司复工第一天就有十几万员工参加了 4 万场视频会议和 1 万场跨国会议，而高清会议体验流畅要求网络丢包率至少小于 1% 。
在云上经济大爆发，千行百业高喊数字化转型的当下，对现有固网进行大带宽、低时延、高可靠性、部署简单的全光网络升级，已迫在眉睫 。
2、F5G 成未来智能工业领域的必备基础设施
数字经济时代，F5G 作为一种信息基础设施，与工业设备、工业互联网的结合，最终目的是要带来生产效率、经济效益的不断提升 。
而智能制造的效率提升，本质是从数据采集、过程控制到产品全生命周期进行管理 。这一过程，便需要数据、算力、算法和网络四大核心技术体系支撑，进而形成“感知 - 分析 - 执行”闭环，实现自动化到自主化演进 。
流水线上，机器人高速运作，收放自如；中控室里，操控员在电脑显示屏前，进行人机对话；庞大的物流系统自动取件、发货；质检线上，工业机器人基于机器视觉，对产品进行高清拍照，利用 F5G 大带宽的优势，实时将图像上传，并通过 MEC 进行分析处理，然后下发是否合格的指令 。
面对成百上千台设备同时开动，流水线智能化运作的背后，离不开大量的现场数据传输来进行决策支撑，来保证机器人的操作精确性 。
这一过程，对网络时延的要求，几乎在毫秒级甚至更低 。而一旦通讯延迟或中断，生产就会停顿甚至出现安全隐患 。因此，海量的工业生产数据以及高峰值需求的实时和准确传输背后，对带宽、网络的稳定性和安全性，也有着极高的要求 。
所以，当传统生产网经 F5G 改造后，就可让机器人的网络接入端到端时延从 100ms 以上降到 10ms 以下，降低 90%，而带宽更是达到了 10 个 G 的级别，在数据的安全性和稳定性上，更是得到了 90%的提升 。
另一方面，由于制造车间环境复杂，难免会出现强电磁、高温高湿、强震动、设备密集等问题干扰 。而基于 10G 无源光网络的 F5G，由于具备抗干扰、低时延等特点，在应用到工业环境时，就能很好地实现干扰的排除，将海量数据向数据中心进行精确与稳定的传输，以支持工业互联的信息决策，让工业信息化、远程实时、智能管控成为可能 。
像华为 F5G 光网在工业内部的应用，就通过无源光网络的部署，来实现 PCB（印制电路板）的在线检测，并让每台机器与后台数据中心间每天的交互流量达到 100G，使得产线生产效率大幅提升，达到每分钟 80 台 。
正是得益于在工业应用场景中，能以超低时延和高稳定性，安全可靠的特性，为智能制造带来生产效率的大幅提升，而这也奠定了 F5G 未来在智能工业领域的应用，将如同空气一样，成为必备的刚需 。
3、F5G 助力城市智慧交通建设，数字化治堵正当时
工业智能制造场景应用外，在城市智慧交通建设上，F5G 也同样能为多种城市交通智能化操控，提供联网化、智能化的运营支持 。
车来车往的十字路口上，红绿灯交替着闪烁 。
驾在灯架上数以千计的摄像头，正在通过传感器静默地记录着这个城市发生的一切路况图像和视频 。
繁忙的城市交通指挥中心，交警正在通过数字化的可视后台，对这些摄像头回传来的画面，进行实时监测和预警 。
如果回传的数据显示有拥堵的风险，那么交通指挥中心就会及时对潮汐车道发出指令，给车辆开通一条前行的道路，以减少拥堵情况的发生 。
看似普通的交通管理场景，背后实则都是在 F5G 技术低时延、大带宽、高连接等特性搭建下，经智慧化的大脑系统操控，精准有序地完成 。
北上广深，早晚高峰车流大拥堵这一“城市病”，对多数人来说，早已不再陌生 。
为了治理这一顽疾，城市交通管理者不惜大下工夫：从优化道路交通组织，改善道路基础设施，到如今的智慧城市建设推进，以数字化的形式来管理治堵，已成为了当下的一大高效演进 。
而通过 F5G 与 AI、云计算等技术结合，让红绿灯变“聪明”，配合增设的潮汐车道调控，实现无需交警协助的交通智能“指挥”，已随着数字化城市建设成为了常态 。
三、拥抱 F5G，加速新基建，华为为全光网工业应用讲了哪些新故事？
8 月 5 日，华为在「F5G 时代企业光网旗舰产品发布会」 上，就推出了其智简全光网的新产品和解决方案：业界首款 F5G 加持的工业级智能光终端——华为星光系列天机 T863E，以及下一代硬管道技术 Liquid OTN，以更好的服务于采矿、电力、制造和油气等行业 。
作为华为拥抱 F5G，加速新基建的又一迈进，在这场发布会上，华为重点讲了这几大场景故事：
1、F5G+矿山，通过无源光网络取代有源设备，大大减少瓦斯爆炸的可能性，提升采矿安全；
2、F5G+电力，通过光硬管道技术，实现小于 5 毫秒的双向确定性低时延，减少电网故障影响范围，推动电网配网走向智能化，实现一年每户只停 5 分钟电的愿景；
3、F5G+政务，通过超大带宽+光切片技术的全光承载网，助力数字政府建设；
4、F5G+金融，采用时延不到 1 毫秒的波分技术做数据中心互联，保障金融机构关键数据永不丢失，有效地避免银行与证券公司因数据丢失与业务中断而造成的经济损失；
5、F5G+企业园区，采用极简的网络架构，提升写字楼空间的利用率，无源光器件的采用，可大大节省弱电机房 80%的空间 。
这几大场景故事，无不都体现了华为这一边缘计算工业级光终端，与基于下一代技术架构（Liquid OTN）的全光承载解决方案，在高安全、低时延、简架构、大带宽上，带来的创新性应用升级 。
当然，最吸引人的还是，华为传送与接入产品线总裁靳玉志在接受媒体访问时谈及的低成本部署 。
“过去园区进行网络部署，走线用的是铜线管，这种传统的铜线网络建设和更换成本非常高 。相比下，基于 Liquid OTN 的全光承载解决方案，由于光纤体积小，在成本低，相比铜线单位成本差距近 10 倍 。”
“在成本及应用效率双驱动下，不管是面向企业场景、工业场景，还是园区网络，快速进行 F5G 的全光网升级，早已成为业内的共识 。”华为传送与接入产品线总裁靳玉志说 。
随着新基建的产业工程项目，不断向装备制造、现代生物医药等高端产业发力；在民生保障方面，政府也在不断加强教育、医疗、智慧城市、应急保障等领域的建设，比如今年多所高校建设就迎来了“爆发” 。同时，华为在今年与东莞智慧城市也共同打造了城市光网的项目，通过城市光网把东莞政府部门全部连接起来，通过这样的数据平台，使政府办事效率大大提升 。
新基建站上风口，成为当下中国经济的新动能 。有数据显示，预计未来五年，F5G 将至少撬动千亿级的产业投资空间，惠及政务、电力、交通、教育、制造、金融等各行业 。
【F5G 成未来智能工业领域的必备基础设施】 国家的积极号召、资本的疯狂追捧，促使了一批真正具备硬实力的科技创新企业走上前台，成为推动新基建的核心力量 。如今，以华为为代表的科技企业，正在这场以 F5G 技术为代表的信息基础设施建设上全面布阵，抢占新基建的制高点 。
责任编辑:pj

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