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          10GPON 寬帶的各行業應用

          作者:武漢昱升光器件有限公司 日期:2020-09-08 09:00:22 點擊數:
                  近年來,我國寬帶網絡建設取得了巨大成就,已建成覆蓋全國的光纖寬帶接入(FTTH)網絡,截至2019年第一季度,中國100M以上接入速率用戶占比已達73.3%,固定寬帶平均接入速率達到120.2Mbps(估算值),光纖寬帶用戶在寬帶用戶中占比達到91.6%。當前,隨著光纖寬帶接入技術的進步和新興高帶寬業務如高清視頻、智慧家庭及Cloud VR的逐步應用,千兆寬帶將成為下一步全球寬帶發展的焦點。根據OVUM最新統計數據,全球已有57個國家的234家運營商發布了千兆寬帶建設計劃,致力于為經濟社會數字化轉型構筑堅實基礎。
          本期的智能內參,我們推薦來自寬帶發展聯盟的報告, 詳解千兆寬帶網絡的十大應用場景。 如果想收藏本文的報告(寬帶千兆網絡白皮書),可以在智東西(公眾號:zhidxcom)回復關鍵詞“nc382”獲取。
          一、 寬帶發展將進入千兆時代
          2019年政府工作報告明確提出,將開展城市千兆寬帶入戶示范,改造提升遠程教育、遠程醫療網絡,讓用戶切實感受到網速更快更穩定。5月15日,國務院常務會議部署進一步推動網絡提速降費,提出“把加快網絡升級擴容作為擴大有效投資的重要著力點。今年實現光纖到戶接入端口占比超過90%,在300個以上城市部署千兆寬帶接入網絡,推動固定和移動寬帶邁入千兆時代”。工信部和國資委兩部委也聯合印發了《關于開展深入推進寬帶網絡提速降費支撐經濟高質量發展2019專項行動的通知》,明確提出了2019年我國千兆寬帶發展的目標:推動基礎電信企業在超過300個城市部署千兆寬帶接入網絡,千兆寬帶覆蓋用戶規模超過2000萬家庭;研究制定千兆城市評價指標,開展千兆寬帶應用示范,全年新增千兆寬帶用戶(含家庭用戶和政企用戶)40萬。
          以4K/8K/AR/VR為代表的視頻內容業務已經進入井噴期,中國4K內容時長已經超過1萬小時、新增4K電視的滲透率已經超過70%,全球VR的主流平臺應用數量也超過了6000個。Cloud VR作為下一代IPTV,產業界已構建起了完整的端到端生態體系,具備規模部署條件,高寬帶業務的加速成熟應用也在不斷驅動著千兆寬帶在我國的商用進程。
          回顧固定通信領域的發展歷程,我國從基于銅線接入技術的語音時代,目前已經進入以10G PON光纖接入技術為基礎的千兆接入時代。在“創新業務和技術發展”雙輪驅動下,一個萬物感知,萬物聯接,萬物智能的智能社會即將到來。
          ▲ 固定寬帶發展歷程
          10G PON的接入技術和相關產業已成熟,國際組織IEEE/ITU-T分別主導制定并發布了相關技術標準。在關鍵器件方面,主流廠家10G PON核心處理芯片、光模塊已具備批量生產和規模發貨能力,可滿足運營商規模部署、提速降費的要求。
          與前幾代固定接入技術相比,10G PON千兆寬帶網絡在帶寬、用戶體驗和聯接容量三個方面均有飛躍式發展。上下行速率將高達對稱10Gbps,時延降低到100us以下。這些變化將會推動光纖網絡突破傳統的產業邊際,更多的聯接萬物:包括家庭的每一個房間,每一棟辦公樓宇,每一臺工業設備等等,以前所未有的方式推動社會運行。
          二、 兆寬帶網絡十大商業應用場景
          在千兆寬帶網絡的覆蓋之下,將帶動上下游產業相互融合,釋放產業巨大潛力的同時進而影響經濟發展、改變人們的生產生活方式。我們有理由相信,隨著商業場景、產業生態、千兆網絡的三大支柱就緒,千兆寬帶網絡將會帶來接入網層面的深刻變革,催生出更多的商業應用場景,從而開創出充滿機會的新時代 。
          這篇白皮書將提出千兆固定寬帶網絡十大商業應用場景,主要包括CloudVR、智慧家庭、游戲、社交網絡、云桌面、平安城市、企業上云、在線教育、遠程醫療和智能制造。這些場景對網絡帶寬需求高,產業生態以及商業應用相對成熟,將成為當前千兆寬帶時代的主要業務應用,同時也將為后續業務發展和商業應用奠定基礎。白皮書針對每一種千兆寬帶網絡的典型商業應用場景,分析了業務場景的市場空間,總結了千兆寬帶網絡提供者在其中的典型商業模式,給出了具體的商業實踐案例,并提出了支撐相關商業場景實現的網絡要求。
          ▲千兆網絡商業應用場景
          1、 Cloud VR
          Cloud VR(云化虛擬現實Cloud Virtual Reality)是借助高速穩定的網絡,將云端的顯示輸出和聲音輸出經過編碼壓縮后傳輸到用戶的終端設備,帶給用戶360度視角和沉浸式體驗,已在影視、游戲等領域成熟商用。Cloud VR業務應用基于終端與云服務器間的大量信息交互,因此對于網絡帶寬和時延具有很高的要求,是千兆寬帶網絡的一個典型商業應用場景。
          人類對于物理世界的“感覺”和對于數字世界的“感知”趨于融合,4K、8K甚至32K高清視頻將成倍增加個人數字感知的深度和銳度,AR/VR應用的發展將為感知方式添加新維度。根據華為GIV(全球產業愿景Global Industry Vision)預計,2025年全球VR個人用戶數將達4.4億,產值將達到2920億美元。根據IDC預測,VR頭顯出貨量將會以66.7%的復合年增長率保持高速增長。
          ▲VR頭顯市場預測
          Cloud VR業務發展需要經歷一個逐步推進的過程,從內容成熟度、用戶體驗、產業成熟度等維度來考慮,可被劃分為三個階段:近期云化、中期云化、遠期云化。
          ▲Cloud VR業務的三個階段
          Cloud VR基礎業務階段:先發展Cloud VR視頻類、游戲類等已經支持云化的場景,搶占市場先機,建立業務基礎,培養用戶習慣。
          在基礎業務階段,已經積累了用戶,以及內容聚合和商業模式經驗,中期云化的場景一旦產業技術成熟,業務開展起來會比較快。
          2C用戶發展起來后,再擴展到2B領域,聚合更多的行業應用,構建Cloud VR業務生態。
          ▲ Cloud VR業務的商業模式
          不同的VR業務體驗,對于網絡的要求也有差異,其中帶寬和時延是關鍵指標。針對強交互VR業務,其中時延和帶寬是關鍵指標?;酒鸩诫A段需要100Mbps帶寬和20ms時延支持,未來需要大于500Mbps~1Gbps帶寬和10ms時延支持。
          ▲Cloud VR業務對網絡能力的要求
          ▲Cloud VR業務與10G PON網絡相關性分析
          2、智慧家庭
          智慧家庭服務是綜合運用寬帶網絡、物聯網、云計算等技術,將4K/8K高清視頻娛樂、家庭設備智能控制以及信息交流、消費服務等家居生活有效地結合起來,創造出健康、安全、舒適、低碳、便捷的個性化家居生活。智能家庭設備之間的連接目前主要通過Wi-Fi、Zigbee及藍牙等方式連接,因為涉及到與智慧家庭云服務器及互聯網的通信網絡通信,網絡對大量數據的承載能力,以及與外部網絡連接的寬帶和穩定性將是關鍵,因此,千兆寬帶網絡將成為智慧家庭今后的主要承載網絡。
          智慧家庭綜合了互聯網、計算處理、網絡通訊、感應與控制等技術,被認為是下一個藍海市場。預計2025年平均每人將擁有5個智能終端,20%的人將擁有10個以上的智能終端;近200億實時在線的智能家居設備,將成為個人和家庭感知的自然延伸。
          根據OVUM最新報告顯示,智慧家庭行業預計五年增長129%,將是增長最快的消費者市場之一。預計到2023年,包括設備銷售在內,智慧家庭總市場規模將達到 1540億美元。
          ▲智慧家庭市場空間預測
          正因如此,包括電信運營商、終端制造商和內容服務商等在內的產業鏈相關方均在積極進軍智慧家庭領域,例如中國電信的“智能寬帶”、中國聯通的“智慧沃家”和中國移動的“和家庭”等智慧家庭產品。AT&T、Verizon等國外運營商也已宣布進入智慧家庭領域。
          相對于智慧家庭制造廠家以單品設備銷售為主的運營模式,電信運營商擁有成熟的家庭網絡、大量的用戶和良好的服務口碑,因此通過捆綁寬帶套餐,向家庭用戶提供端到端的智慧家庭服務,是電信運營企業可以考慮的重要商業模式。
          智慧家庭業務包括4K高清視頻、家庭Wi-Fi組網、家庭存儲、各類傳感器和家電控制。典型家庭開通5個業務為例,至少需要370Mbps,接入時延要保證在20ms-40ms以內。
          ▲智慧家庭業務對網絡能力的要求
          ▲智慧家庭與10G PON網絡相關性分析
          3、 游戲
          網絡游戲、云PC游戲和移動游戲由于其交互性強,沉浸感高,趣味性足的特點,成為家庭娛樂和社交的良好方式。為使玩家可以獲得更好的電競級體驗,大型游戲對響應延遲的要求非常高,過大的傳輸時延遲會影響服務器和玩家狀態的同步過程,極大的影響用戶體驗,因此在游戲的商業應用中,為保障用戶體驗的流暢,高帶寬的接入服務必不可少,成為千兆寬帶網絡的又一個典型商業應用。
          據市場研究機構的數據表明,游戲市場的全球化正在加速,消費者也愿意花更多的時間在游戲上。根據游戲市場研究分析公司Newzoo的報告,全球22億游戲玩家,其中47%即10億玩家會在游戲上消費。游戲市場從2017年到2021市場復合年均增長率達9.3%。
          ▲游戲產業市場空間預測
          剖析2018年全球游戲市場數據,美國、亞太、中國目前占全球游戲市場的49%。預計2019年全球游戲市場規模將會達到1519億美元,而且將是沉浸式VR和競技性手機游戲爆發元年。
          ▲2018年全球游戲市場空間分布情況
          傳統的游戲開發商和內容提供商的商業模式主要是用戶購買游戲產品或者裝備。對于電信運營商來說,作為網絡提供者來參與游戲業務,通常有兩種常見的商業模式。
          一是寬帶管道變現,推出專門針對游戲的商業寬帶接入業務套餐:運營商開通游戲寬帶套餐,提供端到端的聯接體驗保證,獲取帶寬溢價。
          ▲游戲產業商業模式一:管道變現
          二是收入分成方式:游戲一直是最廣泛的娛樂需求之一,作為吸引用戶和增加用戶粘性的一類業務,電信運營商基于云平臺吸引游戲內容廠商持續投入。在此模式下,電信運營商和游戲內容商進行分成。
          ▲游戲產業商業模式二:收入分成
          網絡要求方面:主機游戲MOBA類游戲(多人在線戰術競技游戲)多使用幀同步為主的同步算法,競技性高,時延要求低于50ms。當客戶端與服務器的網絡延遲超過100ms時,將開始出現卡頓,當延遲超過250ms時,將對玩家操作造成較大影響,游戲無法公平進行。
          MMO游戲(大型多人在線游戲)多采用狀態同步算法,以屬性養成和裝備獲取為關注點,也有一定競技性,時延要求低于MOBA。
          云游戲例如谷歌發布的Stadia云游戲平臺,1080P 60幀的游戲體驗,需要200Mbps帶寬;而4K 60幀的游戲體驗,需要300Mbps以上的帶寬。
          ▲游戲業務對網絡能力的要求
          ▲游戲業務與10G PON網絡相關性分析
          4、 社交網絡
          社交網絡允許用戶通過網絡共享他們的想法、圖片、文章、活動、事件。例如人氣主播的在線視頻交流與互動,實時分享購物與生活體驗,已成為社交網絡熱門場景?;谝曨l的在線社交網絡,對于用戶的互動性要求很高,需要網絡具有大帶寬、低延時和穩定支撐的能力,千兆網絡是支撐社交網絡極致體驗的必然選擇。
          全球社交網絡用戶和市場規模保持強勁增長勢頭。據統計,2018年全球社交用戶數達到28億,市場規模達到367億美元。預計到2022年,全球社交用戶數將從28億增長至37.5億,社交網絡規模將達570億美元。
          通訊技術的發展帶來網絡速率的持續提升,使得流媒體視頻直播等逐漸成為社交網絡的主流發展趨勢,表明用戶對共享內容(包括直播視頻)的接受度日趨增加。預計未來幾年,超高清以及沉浸式視頻直播將會被網紅電商、極限運動玩家、時尚博主和潮人們所廣泛使用。
          ▲社交網絡產業用戶規模與市場空間預測
          根據中國互聯網絡信息中心(CNNIC) 2019年2月發布的第42次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》,社交類應用的商業模式趨于成熟。其中網紅電商是目前發展最快、最主要的變現方式,2018年網紅電商收入達254億元人民幣,同比增長36%。
          未來幾年,隨著VR社交云化加速,沉浸式視頻直播的應用場景將更為豐富,將進一步提升社交網絡的商業變現能力。對于電信運營企業來說,當前主流的視頻直播商業模式和游戲比較類似,主要通過提供寬帶業務管道和業務分成兩種模式來實現,具體可如下表所示:
          ▲社交網絡商業模式
          網絡要求方面, 視頻直播技術讓實時視頻從“1對1”交流轉變到“1對多”的互動。流媒體錄像設備從手機攝像頭發展到360°全景,分辨率從480p發展到4K/8K VR。這些變化對網絡的帶寬、時延、QoS、多用戶、可靠性等都提出了較高的要求:
          高清視頻直播:網絡帶寬50Mbps起步。多路視頻同時直播時,對下行帶寬的訴求可能超過200Mbps;對網紅主播而言,觀眾的互動、虛擬禮物打賞等還需要較高的上行帶寬。
          沉浸式視頻直播:VR視頻直播為獲得舒適級體驗(無眩暈感)需要網絡帶寬200Mbps起步,時延小于20ms。多路直播情況下,網絡帶寬需求可能超過500Mbps;對于VR體驗分享,還需要至少200Mbps的上行帶寬。
          ▲社交網絡與10G PON網絡相關性分析
          5、 云桌面
          云桌面是通過客戶端連接云端的虛擬PC主機,實現隨時隨地的遠程辦公,可以保持與PC完全一致的操作體驗。通過云桌面的應用,既減輕了商務人員出差時攜帶筆記本電腦的負擔,同時也保障了企業信息資產的安全性。云桌面業務應用基于用戶和云端服務器高速及穩定的互聯和信息傳輸,是千兆寬帶網絡的一個典型商業應用。
          傳統PC 的出貨量逐年下降,云桌面替代傳統PC已成為業界趨勢,根據市場研究預測云桌面市場規模2016 -2022 年的復合增長率將達39.4%。預計到2022年,中國的云桌面市場空間將達到25.8億元人民幣。
          ▲中國云桌面行業市場空間預測
          ▲云桌面商業模式
          云桌面業務擁有完整的生態系統,電信運營商基于網絡優勢,可以通過集成上游的軟件和基于云PC 等服務,配合自身的網絡聯接,向用戶提供云桌面業務,相比于其他云桌面業務提供商,差異化優勢明顯。
          在此生態系統中,存在以下幾種合作運營模式:
          ▲云桌面商業模式
          網絡要求方面, 云桌面應用的用戶體驗應與本地PC保持一致,要求:高清、流暢、低延遲。 根據云桌面的應用不同,其對網絡的要求也不同。以交互要求較高的商務辦公或者遠程桌面游戲為例,時延直接影響用戶的體驗,帶寬則影響桌面顯示的流暢程度。
          ▲云桌面業務對網絡能力的要求
           
          ▲云桌面與10G PON網絡相關性分析
          6、 平安城市
          “平安城市”視頻監控系統關系著國家和人民的生命、財產安全,要求畫面清晰流暢、傳輸質量穩定、施工周期快,這對承載網絡建設提出了新要求。隨著視頻監控向超高清及智能化視頻監控的演進,必然要求接入網絡持續升級,因此千兆寬帶網絡將成為今后主要的支撐網絡。
          平安城市工程受視頻聯網、及智能化升級等方面驅動,投資力度仍然很大。根據IHS預計:到2022年,全球專業視頻監控市場(不含消費者應用)將達到241億美元;中國則將成為視頻監控最大的市場。
          ▲視頻監控市場空間預測
          平安城市是以視頻監控為核心的多業務多媒體融合平臺,支撐多部門協調實現城市治理。因為具有可以打通終端、網絡和平臺的優勢,這類業務的總包商可以是電信運營商,負責系統端到端的交付,或者聚焦在ICT網絡設施的交付,通過覆蓋全面的光纖基礎網絡設施,來提供穩定可靠的監控視頻實時回傳服務,同時基于云服務能力提供智能分析功能,比如AI人臉識別、智能視頻檢索等。典型商業模式為:
          ▲平安城市典型商業模式
          網絡要求方面, 4K視頻監控可以實現更廣角度的監控,有助于視頻智能分析,如人臉識別,車輛識別等需要高清晰度的場景。4K視頻監控在每秒25幀時,一般要求帶寬25Mbps,而且帶寬不能有收斂,對個攝像頭的同時應用,就需要大帶寬的網絡進行支撐。隨著云和邊緣計算的部署,要求網絡基礎設施支持更多的人工智能輔助監控應用,同時保證攝像頭7*24小時不間斷地進行視頻采集。
          ▲平安城市業務對網絡能力的要求
          ▲ 平安城市與10G PON網絡相關性分析
          7、 企業上云
          當前,企業數字化轉型持續加速,日常辦公、ERP,CRM等核心業務上云訴求日益強烈。預計到2025年所有企業均實現上云,85%的應用將部署在云端,終端和云端之間的大量數據交換,對網絡的帶寬和穩定性提出了很高的要求,千兆寬帶網絡將成為企業上云商業場景中最為重要的承載網絡之一。
          ▲企業上云專線
          歐美市場中小企業有4000多萬家,在中國更是高達5000萬家。據華為MI預測,到2025年,85%的企業應用都會部署在云上,這將帶來帶寬需求的巨大增長,經過廣域網的企業數據流量占企業總流量的比例將提升至80%。據Gartner預測,到2022年,企業上云專線投資增長率將超30%。
          ▲企業上云專線市場空間預測
          企業根據自身的規模大小、業務類型等差異,對上云的訴求各有差異。發展“上云專線”的典型商業模式有兩種:網+自有云、網+第三方云。
          ▲企業上云商業模式
          網絡要求方面, 因在云上部署業務的差異,企業對上云專線的需求是有顯著差異的。對于小微企業,主要訴求是高性價比,敏捷的專線連接。中大型企業則需要的是高可靠,彈性大帶寬的專線連接。
          電信運營商可利用已有的分布廣泛PON網絡快速開通企業上云專線,提供穩定可靠的最后一公里連接?;?0G PON的全光接入網絡可以支持企業上云所需要的100Mbps~10Gbps的上下行對稱帶寬,并提供可保證的網絡時延,0丟包保障。同時通過PON和城域網絡E2E部署節點和鏈路保護,可提供全路徑的線路冗余保障,在發生線路故障時可實現50ms 的快速倒換,實現上云專線業務的高可靠承載。
          ▲企業上云與10G PON網絡相關性分析
          8、在線教育
          在線教育可實現跨時空的學習方式,與傳統教學方式不同,在線教育可將知識傳授的過程放在教室外,在當前信息和知識爆炸的時代,在線教育作為一種靈活、全天候和可持續的教育方式,越來越引起了廣泛關注。
          與此同時,世界各國都開始了規?;慕逃畔⒒ㄔO,例如:澳大利亞的“數字教育革命”、韓國的“智能教育推進戰略”、新加坡的“ICT教育規劃”、日本的“未來校園推進事業”,以及中國的“教育信息化2.0行動計劃”等戰略舉措。為滿足在線教育的高質量和穩定性,使用千兆寬帶網絡保障業務體驗已成為越來越多商業機構的選擇。
          各國對在線教育的普遍重視,全球在線教育市場呈現穩健發展勢頭。Technavio的《E-Learning Industry Overview – Market Growth, Trends AndForecast》中顯示,2017~2022年,全球在線教育市場市預計將從2017年的1761.2億美元增長到2026年的3981.5億美元,復合年增長率為9.5%。歐洲在線教育市場預計在2018~2023年將增加360億美元的市場規模,以15%的復合年增長率加速。中東地區的海灣合作委員會的電子學習市場規模預計在2018~2020年將以14%的復合年增長率增長,到預測期結束時將增加超過130億美元。海灣地區成員國制定了在該地區建立世界一流的教育機構的宏偉目標,推動了該地區的在線教育快速發展。2018年中國在線教育用戶規模達1.35億人,同比增長23.3%,預計未來3-5年市場規模增速保持在14%~21%之間,呈現穩健增長的態勢。
          ▲中國在線教育行業市場空間預測
          互聯網教育與受教育人群的年齡特征、互聯網使用習慣和需求場景直接相關。高等教育與職業教育早已觸網,隨著新一代80后/90后父母教育意識的升級和消費能力的提高,國家二胎政策催生的新生人口紅利,K12(學前教育至高中教育)家長及學生群體對在線教育的接受度正在快速增長。
          在線互動課堂是當前主流應用方案,可適用于高等教育、K12教育、職業教育等多種場景,主要由在線課堂系統、教師端和學生端組成,由平臺提供商、課程內容制作商、網絡提供商、終端提供商等產業合作伙伴共同構建實時在線交互系統,利用承載網絡在多地用戶之間實時傳輸語音、圖像和視頻,實現“教、學、練、測、評”等一系列教學過程。
          ▲在線教育產業商業模式
          網絡要求方面, 在線互動課堂對承載網絡的要求如下:
          ▲在線課堂對網絡能力的要求
          ▲在線教育與10G PON網絡相關性分析
          9、 遠程醫療
          遠程醫療是指以計算機技術、遙感、遙測、遙控技術為依托,充分發揮大醫院或??漆t療中心的醫療技術和醫療設備優勢,對醫療條件較差或者邊遠地區的傷病員進行遠距離診斷、治療和咨詢。目前,遠程醫療技術已經從最初的電視監護、電話遠程診斷發展到進行數字、圖像、語音的綜合傳輸,實現實時的語音和高清晰圖像的交流,遠程手術等也逐步開始應用,為現代醫學的應用提供了更廣闊的發展空間。其中利用千兆寬帶網絡以保障治療過程的精準和可靠已成為遠程醫療發展的重要環節。
          根據BCC Research的研究,2019年遠程醫療市場總體規模將達到434億美元,未來三年,全球遠程醫療的市值有望超過660億美元。中國的遠程醫療市場在2023年將達392億人民幣,保持年增長率22%的快速增長。
          ▲中國遠程醫療行業市場空間預測
          受益于互聯網的普及,醫療資源的互聯網化不斷深入,通過遠程醫療,可以緩解醫療資源分配不均的狀況,縮短病患就診時間,打破距離限制,提升醫生資源利用率。
          遠程醫療需要基于醫院的信息化網絡展開,可提供在線問診服務,通過面向病患收費、導醫導藥、大數據挖掘實現盈利。電信運營商作為遠程醫療行業的重要參與者,是價值鏈上的關鍵一環??蔀獒t院提供高速、可靠、低時延的信息化網絡,提升遠程診療體驗,實現管道變現;另外,通過大數據技術的應用,還能幫助醫院提高新藥研發效率,改善臨床治療手段。
          ▲遠程醫療商業模式
          運營商可參與三大網絡場景:
          一是醫療云,可以建設醫療云匹配業務上云需求 。
          二是通過千兆接入專線網絡,實現醫院對外的各種互聯網專線連接。
          三是千兆寬帶全光園區網(含千兆Wi-Fi),實現醫院內網網絡改造,構建無處不在的千兆連接。
          網絡要求方面, 遠程醫療系統的服務方式又分為實時(在線)方式和非實時(離線)方式兩種。實時方式是指條件允許或緊急情況時使用,可以使患者獲得及時的救助,但花費較高,操作難度較大;非實時方式是指將醫療服務需求方的資料隨時傳送給服務提供方,等待處理,位于大醫院的專家可依據用戶提供的資料做出相應的診斷,在醫療咨詢、培訓、教育等應用場所也經常用到。
          實時高清音視頻回傳,上下行網絡速率起步200Mbps;遠程內窺鏡、遠程超聲波這些新興實時診療手段要求網絡端到端網絡時延<10ms。
          Cloud VR醫療實訓,舒適級培訓體驗要求網絡速率大于200Mbps。
          ▲遠程醫療與10G PON網絡相關性分析
          10、智能制造
          德國“工業4.0”戰略,把智能制造和智能工廠作為重要主題;中國“制造強國”戰略明確提出推進制造過程智能化,建設智能工廠。智能工廠已成為傳統制造業提質增效、轉型升級,實現智能制造的最佳實施路徑之一。
          智能工廠的建設涉及智能設備、智能控制系統以及工業互聯網等各個層級的互聯互通與系統集成,自動化集成服務商的重要性日益凸顯。其中實現設備的數據采集和設備聯網的工業互聯網是智能制造的重要基礎。在網絡層面,無論是工廠內的設備互聯和信息交互,還是工廠外信息的云端處理和互聯,都是千兆寬帶的重要應用場景。
          支撐智能工廠的工業互聯網,作為新一代信息技術與制造業深度融合的產物,同時進行著物理設備的運轉和大量的數據交互,這是物理制造和數字制造之間的橋梁,也是整條生產線和工廠實現“數字孿生”的土壤。
          根據華為GIV(全球產業愿景Global Industry Vision)預計,到 2025年全球將有 300 億臺設備實現互聯。其中中國的工業互聯網市場規模在2020年可達1275億美元,2015-2020年均復合增速約14.7%。TSN(Time Sensitive Networking,時間敏感網絡)、IPv6等工業互聯網網絡技術將在工業企業廣泛部署。
          工業互聯網的核心是依托連接和大數據分析,創造工業新價值。在這個過程中運營商有機會積極參與其中,憑借自身完善的基礎網絡設施,可信賴的安全質量,無處不在的云服務來幫助制造企業和物流企業進行智能制造的升級改造工作。
          ▲智能制造商業模式
          通過信息化改造提升工業制造智能化水平成為全球共識與趨勢。目前工業互聯網的應用和部署還處于探討實驗階段。美國于 2016 年 10 月和 2018 年 10月陸續發布了《國家人工智能研究和發展戰略規劃》和《美國先進制造領導力的戰略報告》,其中重點提及了產品全生命周期優化、先進機器人發展、大數據挖掘、制造系統網絡安全等內容。歐盟 2016 年 5 月發布了《數字化工業戰略》,重點關注先進機器人和工業自治系統的研發。中國政府發布《智能制造發展規劃(2016-2020)》《國務院關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》等文件,推動信息技術與制造業的融合發展。以中國電信為代表的電信運營商,也在積極行動,聯合合作伙伴,制定行業標準。
          網絡要求方面, 同步實時的控制機器,對于網絡的時延要求是微秒級。當前工業通信有線聯接方式占94%份額。相對于以太網接入方式,在工業制造領域采用10G PON為支撐的千兆光纖網絡,可以不受電磁干擾,可靠性高;光纖網絡相對其他傳送技術支持超大帶寬,超低時延,更好滿足尖端精密制造的要求。
          ▲智能制造與10G PON網絡相關性分析
          智東西認為,  當前,千兆寬帶網絡已經在Cloud VR、智慧家庭、游戲、社交網絡、云桌面、平安城市、企業上云、在線教育、遠程醫療和智能制造等十大商業應用場景中逐步普及應用。未來,隨著社會信息化程度的不斷提升,數字經濟的快速發展,對于網絡支撐能力的需求必將不斷升級。千兆寬帶網絡,將在未來幾年內逐步成為我國寬帶接入網絡的核心技術和主流業務,不僅在提升家庭用戶業務體驗方面發揮重要作用,還將全面支撐行業產業發展,支撐智慧農業、智能制造和工業互聯網的發展 。


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